① 请教高手如何给锂电池安全快速的放电
锂电池在工作时的放电过程是均衡的,从理论上来说,锂电池放电要注意的是放电速率与放电深度。
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放电深度是放电量与标称容量的比值,实用中最好的参照指标是电压,锂电池如何放电才能使放电深度较为科学?一般的标准是:一个锂电池放电到2.75V和3V之间就可以给电池充电了,因为低于2.75V就容易产生充电电池忌讳的“过放”,过放时,从内部结构来说,一是会造成电解液过度挥发,二是锂电池的负极过度反应使其介质膜发生变化造成脱嵌能力下降,形成容量的永久性损失。
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另外一个能有效说明锂电池如何放电的参数就是放电速率,放电速率也可以转换成放电电流,比如,一个1800mAh的电池以0.1C的速率放电,则放电电流就是180mAh,放电电流通常小一点为好。所以,在锂电池放电中,从放电深度来看,要注意补充营养;从放电电流来看,要注意细水长流。因为,锂电池没有其他二次电池的记忆效应,所以,不必在意锂电池如何放电能激活电池的问题。
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锂电池闲置时,实际也有放电现象,叫做自放电,那么,在自放电过程中,锂电池如何放电呢?表现形式有两种:一是负极驱使锂离子重新嵌入到正极中,二是电极的溶解,即正极上离子在金属锂上的还原反应。这两种形式发生的放电过程是可逆的,自放电中损失的大部分锂电池容量可以通过充电得到补充。从自放电数值变化上来看,锂电池是如何放电的?这与锂电池所处的环境温度有关。一般来说,高温下(55℃)每月的自放电速率为10%,而室温下每月仅丧失2~3%。
② 锂离子电池的工作原理是怎样的它是如何充放电的
一、发展及分类
“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
锂电池最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低,放电电压平缓等优点,使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压,更适合作集成电路电源。二氧化锰电池,就广泛用于计算器,数码相机、手表中。
为了开发出性能更优异的品种,人们对各种材料进行了研究,从而制造出前所未有的产品。
1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。
20世纪70年代时,M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。
1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化,使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。
由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。
锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
二、工作原理
1. 锂金属电池
一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
放电反应:Li+MnO2=LiMnO2
2.锂离子电池:
锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
充电正极上发生的反应为
LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(电子)
充电负极上发生的反应为
6C+xLi++xe-= LixC6
充电电池总反应:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
三、特征
高能量密度锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半,体积是镍镉的20-30%,镍氢的35-50%。
高电压一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值),相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。
无污染锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。
不含金属锂锂离子电池不含金属锂,因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。
循环寿命高在正常条件下,锂离子电池的充放电周期可超过500次,磷酸亚铁锂则可以达到2000次。
无记忆效应记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中,电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。
快速充电使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器,可以使锂离子电池在1.5-2.5个小时内就充满电;而新开发的磷铁锂电池,已经可以在35分钟内充满电。
三、优缺点分析
1.优点
(1)能量比较高。具有高储存能量密度,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;
(2)使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池1C(100%DOD)充放电,有可以使用10,000次的记录;
(3)额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组;锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术,将电压调至3.0V,以适合小电器的使用。
(4)具备高功率承受力,其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速;
(5)自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;
(6)重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5;
(7)高低温适应性强,可以在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;
(8)绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。
(9)生产基本不消耗水,对缺水的我国来说,十分有利。
比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位,W是瓦、h是小时;kg是千克(重量单位),L是升(体积单位)。
2.缺点
1.锂原电池均存在安全性差,有发生爆炸的危险。
2.钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电,价格昂贵,安全性较差。
3.锂离子电池均需保护线路,防止电池被过充过放电。
4.生产要求条件高,成本高。
5.使用条件有限制,高低温使用危险大。
③ 大量废旧锂电池如何放电
用小阻值电阻放电后,在丢入盐水(氯化钠溶液)中。这样就放光了
④ 锂电池放电的方法
锂电池放电特性和放电电流有关。放电的安全截止电压一般为2.5V左右。小电流放电同大电流放电比起来实际的输出总能量较高,这个道理很简单,假如电池内阻一定,电流越大,损失在电池本身的能量也越大,这和为什么输电线路要使用高压线一个道理。输送同样的能量,电流越小,损失越小。学过高中物理的人都知道的。况且,大电流放电会导致电池发热增加,进一步导致内阻增大,属于恶性循环的说。
那么,就不难理解为什么小电流放电会提高电池容量了。电池厂商通常使用0.2C放电电流获得的容量来标称电芯,比如标准电池容量是4400mAH,那么就是880mA电流下获得的容量。
关于过度放电,从锂电池的原理上看不出太大的问题,唯一的可能是负极表面的介质膜会发生明显变化。过放电确实会严重损害电池,其原因可能和实际锂电池的构造以及各部分所使用的材料有关。
⑤ 锂蓄电池的工作原理以及充电放电过程及方法
铅酸蓄电池的工作原理
1、铅酸蓄电池电动势的产生
铅酸蓄电池充电后,正极板二氧化铅(PbO2),在硫酸溶液中水分子的作用下,少量二氧化铅与水生成可离解的不稳定物质--氢氧化铅(Pb(OH)4),氢氧根离子在溶液中,铅离子(Pb4)留在正极板上,故正极板上缺少电子。
铅酸蓄电池充电后,负极板是铅(Pb),与电解液中的硫酸(H2SO4)发生反应,变成铅离子(Pb2),铅离子转移到电解液中,负极板上留下多余的两个电子(2e)。
可见,在未接通外电路时(电池开路),由于化学作用,正极板上缺少电子,负极板上多余电子,如右图所示,两极板间就产生了一定的电位差,这就是电池的电动势。
锂电池原理
锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成,负极则是特殊分子结构的碳.常见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中.放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新和正极的化合物结合.锂离子的移动产生了电流.
化学反应原理虽然很简单,然而在实际的工业生产中,需要考虑的实际问题要多得多:正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性,负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子;填充在正负极之间的电解液,除了保持稳定,还需要具有良好导电性,减小电池内阻.
虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应,记忆效应的原理是结晶化,在锂电池中几乎不会产生这种反应.但是,锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降,其原因是复杂而多样的.主要是正负极材料本身的变化,从分子层面来看,正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞;从化学角度来看,是正负极材料活性钝化,出现副反应生成稳定的其他化合物.物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况,总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目.
过度充电和过度放电,将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏,从分子层面看,可以直观的理解,过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷,过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去,而使得其中一些锂离子再也无法释放出来.这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因.
不适合的温度,将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物,所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂.在电池升温到一定的情况下,复合膜膜孔闭合或电解质变性,电池内阻增大直到断路,电池不再升温,确保电池充电温度正常.
而深充放能提升锂离子电池的实际容量吗?专家明确地告诉我,这是没有意义的.他们甚至说,所谓使用前三次全充放的“激活”也同样没有什么必要.然而为什么很多人深充放以后 Battery Information 里标示容量会发生改变呢 ? 后面将会提到.
锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片.其中管理芯片中有一系列的寄存器,存有容量、温度、ID 、充电状态、放电次数等数值.这些数值在使用中会逐渐变化.我个人认为,使用说明中的“使用一个月左右应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正这些寄存器里不当的值,使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况.
充电控制芯片主要控制电池的充电过程.锂离子电池的充电过程分为两个阶段,恒流快充阶段(电池指示灯呈黄色时)和恒压电流递减阶段 ( 电池指示灯呈绿色闪烁.恒流快充阶段,电池电压逐步升高到电池的标准电压,随后在控制芯片下转入恒压阶段,电压不再升高以确保不会过充,电流则随着电池电量的上升逐步减弱到 0 ,而最终完成充电.
电量统计芯片通过记录放电曲线(电压,电流,时间)可以抽样计算出电池的电量,这就是我们在 Battery Information 里读到的 wh. 值.而锂离子电池在多次使用后,放电曲线是会改变的,如果芯片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线,其计算出来的电量也就是不准确的.所以我们需要深充放来校准电池的芯片.
锂离子电池正极主要成分为LiCoO2负极主要为C充电时
正极反应:LiCoO2 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
负极反应:C + xLi+ + xe- CLix
电池总反应:LiCoO2 + C Li1-xCoO2 + CLix
放电时发生上述反应的逆反应。
⑥ 请问锂电池组是如何放电的是一个没电了下一个接着放电还是所有电池同时放电
所有锂电池同时放电,锂电池组是通过一个个分体电池串并联组合而成,串联提高总电压,并联提升电池总容量。
各个串联在一起的并联组,如果容量不均衡,总容量会下降,比如,13串48v三元电池组,2ah电芯,两个电池并联,再和12个5并电池组串联,最终容量是最低的两并电池4ah容量,如果都是5并并联,电池才是48v10ah。当电芯使用老旧容量下降,当某并联电芯放电到2.75v,锂电池保护板保护,就算其他电芯再有电,电池组也会保护板断电,没有输出。
⑦ 给锂电池组放电,用什么电子元件比较合适
给锂电池组放电这个要看你对锂电池的保护要求,如果要求放电电流不能太大最好是要加一个恒流源控制。也可以用一个遏流圈控制其瞬间电流过大带来对他的影响。锂电池的放电是有严格要求的,放不好是要报废电池的。
⑧ 怎么安排电路能使锂电池又快又安全的放电
你先看看你的电池的容量,通常标多少毫安时,那你就按照这个电流进行放电。具体算法用电池电压除以这个电流就得到阻值了,把这个电阻接在电池两端就可以放电了。不过你得考虑电阻的功率否则电阻会烧坏。
⑨ 怎么样对锂电池进行一次放电充电循环啊
锂电池前三次最好完全地充放电,以彻底激活电池,保证容量。首先使用锂电池直到相机自动关机。不需要再强行开机一直到开不了机,那样对电池反而不好。接下来使用相机自带充电设备进行充电,充满了也接着充,一直充8到12小时。这样循环两到三次即可。
⑩ 锂电池如何放电可以连一个电阻吗
锂电池的放电是需要专门的负载设备的。用电阻的方式你是无法知道电池容量的变化情况。如果你只是想了解你的手机或者笔记本电池的充电时间,你只需要将他们使用到自动关机,这就代表电放完了。锂电池通常要和电源保护电路一同工作,该电路的一个作用就是检测电池容量,这是个非常复杂的问题,到现在为止,它还是许多博士论文的题目呢。但对于小电流放电的应用,如手机和笔记本电脑,用一般的电压测量法就可以估算电池的容量了。 一般情况下电池的电压小于2.5V时即认为容量为0。