① 請教高手如何給鋰電池安全快速的放電
鋰電池在工作時的放電過程是均衡的,從理論上來說,鋰電池放電要注意的是放電速率與放電深度。
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放電深度是放電量與標稱容量的比值,實用中最好的參照指標是電壓,鋰電池如何放電才能使放電深度較為科學?一般的標準是:一個鋰電池放電到2.75V和3V之間就可以給電池充電了,因為低於2.75V就容易產生充電電池忌諱的「過放」,過放時,從內部結構來說,一是會造成電解液過度揮發,二是鋰電池的負極過度反應使其介質膜發生變化造成脫嵌能力下降,形成容量的永久性損失。
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另外一個能有效說明鋰電池如何放電的參數就是放電速率,放電速率也可以轉換成放電電流,比如,一個1800mAh的電池以0.1C的速率放電,則放電電流就是180mAh,放電電流通常小一點為好。所以,在鋰電池放電中,從放電深度來看,要注意補充營養;從放電電流來看,要注意細水長流。因為,鋰電池沒有其他二次電池的記憶效應,所以,不必在意鋰電池如何放電能激活電池的問題。
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鋰電池閑置時,實際也有放電現象,叫做自放電,那麼,在自放電過程中,鋰電池如何放電呢?表現形式有兩種:一是負極驅使鋰離子重新嵌入到正極中,二是電極的溶解,即正極上離子在金屬鋰上的還原反應。這兩種形式發生的放電過程是可逆的,自放電中損失的大部分鋰電池容量可以通過充電得到補充。從自放電數值變化上來看,鋰電池是如何放電的?這與鋰電池所處的環境溫度有關。一般來說,高溫下(55℃)每月的自放電速率為10%,而室溫下每月僅喪失2~3%。
② 鋰離子電池的工作原理是怎樣的它是如何充放電的
一、發展及分類
「鋰電池」,是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。
鋰電池最早期應用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低,放電電壓平緩等優點,使得植入人體的起搏器能夠長期運作而不用重新充電。鋰電池一般有高於3.0伏的標稱電壓,更適合作集成電路電源。二氧化錳電池,就廣泛用於計算器,數碼相機、手錶中。
為了開發出性能更優異的品種,人們對各種材料進行了研究,從而製造出前所未有的產品。
1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出並研究。
20世紀70年代時,M. S. Whittingham提出並開始研究鋰離子電池。
1992年Sony成功開發鋰離子電池。它的實用化,使人們的行動電話、筆記本、計算器等攜帶型電子設備的重量和體積大大減小。
由於鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。隨著科學技術的發展,鋰電池已經成為了主流。
鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。
鋰離子電池不含有金屬態的鋰,並且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優於鋰離子電池。由於其自身的高技術要求限制,只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。
二、工作原理
1. 鋰金屬電池
一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。
放電反應:Li+MnO2=LiMnO2
2.鋰離子電池:
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。
充電正極上發生的反應為
LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(電子)
充電負極上發生的反應為
6C+xLi++xe-= LixC6
充電電池總反應:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
三、特徵
高能量密度鋰離子電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半,體積是鎳鎘的20-30%,鎳氫的35-50%。
高電壓一個鋰離子電池單體的工作電壓為3.7V(平均值),相當於三個串聯的鎳鎘或鎳氫電池。
無污染鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類的有害金屬物質。
不含金屬鋰鋰離子電池不含金屬鋰,因而不受飛機運輸關於禁止在客機攜帶鋰電池等規定的限制。
循環壽命高在正常條件下,鋰離子電池的充放電周期可超過500次,磷酸亞鐵鋰則可以達到2000次。
無記憶效應記憶效應是指鎳鎘電池在充放電循環過程中,電池的容量減少的現象。鋰離子電池不存在這種效應。
快速充電使用額定電壓為4.2V的恆流恆壓充電器,可以使鋰離子電池在1.5-2.5個小時內就充滿電;而新開發的磷鐵鋰電池,已經可以在35分鍾內充滿電。
三、優缺點分析
1.優點
(1)能量比較高。具有高儲存能量密度,已達到460-600Wh/kg,是鉛酸電池的約6-7倍;
(2)使用壽命長,使用壽命可達到6年以上,磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C(100%DOD)充放電,有可以使用10,000次的記錄;
(3)額定電壓高(單體工作電壓為3.7V或3.2V),約等於3隻鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯電壓,便於組成電池電源組;鋰電池可以通過一種新型的鋰電池調壓器的技術,將電壓調至3.0V,以適合小電器的使用。
(4)具備高功率承受力,其中電動汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到15-30C充放電的能力,便於高強度的啟動加速;
(5)自放電率很低,這是該電池最突出的優越性之一,一般可做到1%/月以下,不到鎳氫電池的1/20;
(6)重量輕,相同體積下重量約為鉛酸產品的1/6-1/5;
(7)高低溫適應性強,可以在-20℃--60℃的環境下使用,經過工藝上的處理,可以在-45℃環境下使用;
(8)綠色環保,不論生產、使用和報廢,都不含有、也不產生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。
(9)生產基本不消耗水,對缺水的我國來說,十分有利。
比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表示。Wh是能量的單位,W是瓦、h是小時;kg是千克(重量單位),L是升(體積單位)。
2.缺點
1.鋰原電池均存在安全性差,有發生爆炸的危險。
2.鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電,價格昂貴,安全性較差。
3.鋰離子電池均需保護線路,防止電池被過充過放電。
4.生產要求條件高,成本高。
5.使用條件有限制,高低溫使用危險大。
③ 大量廢舊鋰電池如何放電
用小阻值電阻放電後,在丟入鹽水(氯化鈉溶液)中。這樣就放光了
④ 鋰電池放電的方法
鋰電池放電特性和放電電流有關。放電的安全截止電壓一般為2.5V左右。小電流放電同大電流放電比起來實際的輸出總能量較高,這個道理很簡單,假如電池內阻一定,電流越大,損失在電池本身的能量也越大,這和為什麼輸電線路要使用高壓線一個道理。輸送同樣的能量,電流越小,損失越小。學過高中物理的人都知道的。況且,大電流放電會導致電池發熱增加,進一步導致內阻增大,屬於惡性循環的說。
那麼,就不難理解為什麼小電流放電會提高電池容量了。電池廠商通常使用0.2C放電電流獲得的容量來標稱電芯,比如標准電池容量是4400mAH,那麼就是880mA電流下獲得的容量。
關於過度放電,從鋰電池的原理上看不出太大的問題,唯一的可能是負極表面的介質膜會發生明顯變化。過放電確實會嚴重損害電池,其原因可能和實際鋰電池的構造以及各部分所使用的材料有關。
⑤ 鋰蓄電池的工作原理以及充電放電過程及方法
鉛酸蓄電池的工作原理
1、鉛酸蓄電池電動勢的產生
鉛酸蓄電池充電後,正極板二氧化鉛(PbO2),在硫酸溶液中水分子的作用下,少量二氧化鉛與水生成可離解的不穩定物質--氫氧化鉛(Pb(OH)4),氫氧根離子在溶液中,鉛離子(Pb4)留在正極板上,故正極板上缺少電子。
鉛酸蓄電池充電後,負極板是鉛(Pb),與電解液中的硫酸(H2SO4)發生反應,變成鉛離子(Pb2),鉛離子轉移到電解液中,負極板上留下多餘的兩個電子(2e)。
可見,在未接通外電路時(電池開路),由於化學作用,正極板上缺少電子,負極板上多餘電子,如右圖所示,兩極板間就產生了一定的電位差,這就是電池的電動勢。
鋰電池原理
鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成,負極則是特殊分子結構的碳.常見的正極材料主要成分為 LiCoO2 ,充電時,加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子,嵌入負極分子排列呈片層結構的碳中.放電時,鋰離子則從片層結構的碳中析出,重新和正極的化合物結合.鋰離子的移動產生了電流.
化學反應原理雖然很簡單,然而在實際的工業生產中,需要考慮的實際問題要多得多:正極的材料需要添加劑來保持多次充放的活性,負極的材料需要在分子結構級去設計以容納更多的鋰離子;填充在正負極之間的電解液,除了保持穩定,還需要具有良好導電性,減小電池內阻.
雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應,記憶效應的原理是結晶化,在鋰電池中幾乎不會產生這種反應.但是,鋰離子電池在多次充放後容量仍然會下降,其原因是復雜而多樣的.主要是正負極材料本身的變化,從分子層面來看,正負極上容納鋰離子的空穴結構會逐漸塌陷、堵塞;從化學角度來看,是正負極材料活性鈍化,出現副反應生成穩定的其他化合物.物理上還會出現正極材料逐漸剝落等情況,總之最終降低了電池中可以自由在充放電過程中移動的鋰離子數目.
過度充電和過度放電,將對鋰離子電池的正負極造成永久的損壞,從分子層面看,可以直觀的理解,過度放電將導致負極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結構出現塌陷,過度充電將把太多的鋰離子硬塞進負極碳結構里去,而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來.這也是鋰離子電池為什麼通常配有充放電的控制電路的原因.
不適合的溫度,將引發鋰離子電池內部其他化學反應生成我們不希望看到的化合物,所以在不少的鋰離子電池正負極之間設有保護性的溫控隔膜或電解質添加劑.在電池升溫到一定的情況下,復合膜膜孔閉合或電解質變性,電池內阻增大直到斷路,電池不再升溫,確保電池充電溫度正常.
而深充放能提升鋰離子電池的實際容量嗎?專家明確地告訴我,這是沒有意義的.他們甚至說,所謂使用前三次全充放的「激活」也同樣沒有什麼必要.然而為什麼很多人深充放以後 Battery Information 里標示容量會發生改變呢 ? 後面將會提到.
鋰離子電池一般都帶有管理晶元和充電控制晶元.其中管理晶元中有一系列的寄存器,存有容量、溫度、ID 、充電狀態、放電次數等數值.這些數值在使用中會逐漸變化.我個人認為,使用說明中的「使用一個月左右應該全充放一次」的做法主要的作用應該就是修正這些寄存器里不當的值,使得電池的充電控制和標稱容量吻合電池的實際情況.
充電控制晶元主要控制電池的充電過程.鋰離子電池的充電過程分為兩個階段,恆流快充階段(電池指示燈呈黃色時)和恆壓電流遞減階段 ( 電池指示燈呈綠色閃爍.恆流快充階段,電池電壓逐步升高到電池的標准電壓,隨後在控制晶元下轉入恆壓階段,電壓不再升高以確保不會過充,電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到 0 ,而最終完成充電.
電量統計晶元通過記錄放電曲線(電壓,電流,時間)可以抽樣計算出電池的電量,這就是我們在 Battery Information 里讀到的 wh. 值.而鋰離子電池在多次使用後,放電曲線是會改變的,如果晶元一直沒有機會再次讀出完整的一個放電曲線,其計算出來的電量也就是不準確的.所以我們需要深充放來校準電池的晶元.
鋰離子電池正極主要成分為LiCoO2負極主要為C充電時
正極反應:LiCoO2 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
負極反應:C + xLi+ + xe- CLix
電池總反應:LiCoO2 + C Li1-xCoO2 + CLix
放電時發生上述反應的逆反應。
⑥ 請問鋰電池組是如何放電的是一個沒電了下一個接著放電還是所有電池同時放電
所有鋰電池同時放電,鋰電池組是通過一個個分體電池串並聯組合而成,串聯提高總電壓,並聯提升電池總容量。
各個串聯在一起的並聯組,如果容量不均衡,總容量會下降,比如,13串48v三元電池組,2ah電芯,兩個電池並聯,再和12個5並電池組串聯,最終容量是最低的兩並電池4ah容量,如果都是5並並聯,電池才是48v10ah。當電芯使用老舊容量下降,當某並聯電芯放電到2.75v,鋰電池保護板保護,就算其他電芯再有電,電池組也會保護板斷電,沒有輸出。
⑦ 給鋰電池組放電,用什麼電子元件比較合適
給鋰電池組放電這個要看你對鋰電池的保護要求,如果要求放電電流不能太大最好是要加一個恆流源控制。也可以用一個遏流圈控制其瞬間電流過大帶來對他的影響。鋰電池的放電是有嚴格要求的,放不好是要報廢電池的。
⑧ 怎麼安排電路能使鋰電池又快又安全的放電
你先看看你的電池的容量,通常標多少毫安時,那你就按照這個電流進行放電。具體演算法用電池電壓除以這個電流就得到阻值了,把這個電阻接在電池兩端就可以放電了。不過你得考慮電阻的功率否則電阻會燒壞。
⑨ 怎麼樣對鋰電池進行一次放電充電循環啊
鋰電池前三次最好完全地充放電,以徹底激活電池,保證容量。首先使用鋰電池直到相機自動關機。不需要再強行開機一直到開不了機,那樣對電池反而不好。接下來使用相機自帶充電設備進行充電,充滿了也接著充,一直充8到12小時。這樣循環兩到三次即可。
⑩ 鋰電池如何放電可以連一個電阻嗎
鋰電池的放電是需要專門的負載設備的。用電阻的方式你是無法知道電池容量的變化情況。如果你只是想了解你的手機或者筆記本電池的充電時間,你只需要將他們使用到自動關機,這就代表電放完了。鋰電池通常要和電源保護電路一同工作,該電路的一個作用就是檢測電池容量,這是個非常復雜的問題,到現在為止,它還是許多博士論文的題目呢。但對於小電流放電的應用,如手機和筆記本電腦,用一般的電壓測量法就可以估算電池的容量了。 一般情況下電池的電壓小於2.5V時即認為容量為0。