本文目录一览:
- 1、我想了解一下锂电池的工作原理和怎么保养锂电池
- 2、锂电池培训后得心得体会
- 3、研究性学习心得 废旧电池的回收利用
- 4、聚合物锂电池品质员工作总结与感想
- 5、三元锂电池的优缺点,三元锂电池为什么不建议充满
- 6、磷酸铁锂电池的优点和缺点,磷酸铁锂电池有自燃现象吗
我想了解一下锂电池的工作原理和怎么保养锂电池
我们爱机的锂电池究竟要如何保养才算正确?这个问题一直困扰着很多手机的忠实用户,包
括我。在查阅了一些资料之后,不久前有机会咨询了一位电化学专业的在读博士和国内某知
名电池研究所的副所长。现将最近获得的一些相关知识和心得写出来,以飨诸位读者。
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”,在他们两位博士的知识里,也想不通这有什么
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。
最后我对电池的保养的看法是:
1. 不必刻意保证每一次都放完电了再充;
2. 一段时间可做一次保护电路控制下的深充放以修正电池的电量统计,但这不会提高
你电池的实际容量。
3. 长期不用的电池,应放在阴凉的地方以减弱其内部自身钝化反应的速度。
4. 保护电路也无力监控电池的自放电,长期不用的电池,应充入一定的电量以防电池
在存贮中自放电过量导致过度放电的损坏。
其实电池没有太多要顾及的使用注意,换句话说是顾及也没有太大用。一个电池能使用
多少次,也许差别更多的来自电池本身制造中的个体差异,而不是使用方法。选择具有良好
口碑的手机品牌,无疑是日后电池使用长寿命的保障之一。
由于现在绝大多数电子产品,如数码相机、移动电话、手提电脑等都采用的是锂电池,所以笔者作重讲解一下此类电池的原理。目前笔记本的主流电池都是采用的,而最普遍采用的是是锂离子(Li-ion)电池。原因是锂电(Li)在使用的同时比较危险,我们都知道锂是比较活跃的金属元素,使用时不太安全,经常会有在充电时出现燃烧、爆裂的情况出现。而锂离子电池(Li-ion)加入了能抑制锂元素活跃的成份,它是锂电池的替代产品,它的阳极采用能吸藏锂离子的碳极,放电时,锂变成锂离子,脱离电池阳极,到达锂离子电池阴极。充电时,阴极中锂原子电离成锂离子和电子,并且锂离子向阳极运动与电子合成锂原子。放电时,锂原子从石墨晶体内阳极表面电离成锂离子和电子,并在阴极处合成锂原子。所以,在该电池中锂永远以锂离子的形态出现,不会以金属锂的形态出现,当然也就不会出现燃烧、爆炸等危险。锂离子在阳极和阴极之间移动,电极本身不发生变化。这是锂离子电池与锂电池本质上的差别。从而使锂电真正达到了安全、高效、方便,而老的锂电也随之淘汰了。区分它们的方法也相当简单:从电池的标识上就能识别,锂电的标识为Li,而锂离子电池为Li-ion。现在,笔记本和手机使用的所谓锂电,其实就是锂离子电池。
锂离子电池有着其他电池所不能比拟的优点:工作电压高;体积小、重量轻、能量高;安全快速充电;允许温度范围宽;放电电流小、无记忆效应、无环境污染等等,这些决定了它在笔记本电池中的主流地位。
当然锂离子电池也有自身的不足,那便是价格高、充电次数少也不能快速充电、与干电池无互换性、工作电压变化大、放电速率大,容量下降快,无法大电流放电。
所以对于目前的电池来说,并不能找到一类十全十美的解决方法,就算锂离子电池只能是相对来说它的固有一些优点更有利于移动罢了。
关于锂电池的使用,简单的讲三方面:
首先,锂电池不需要超常时间充电来激活,你也做不到,充电电路本来就有保护,插上也没用的
其次,对锂电池的激活(其实是校正充电曲线)一般出现在首次使用,长时间放置未用,或者频繁即充即用一段时间后,方法就是一次完全的充放电,之后电池就可以即用即充,只有在长时间使用后才需要再次进行再次完全充放电重新校正
最后,锂电池的寿命主要体现在充放电周期上,这个周期是一个绝对概念,举例如果你上次使用了30%电力,充满电,下次又使用了70%的电力,又充满电,这个刚好是一个充电周期,而不是两个,所以那些喜欢把电池使用尽再充电的玩家自己合计吧,这样做实际上加速了电池寿命的终结
详细介绍和图片说明请阅读全文。。。
解释充电周期:
一些误解的来源
每次用尽电池再充电这个是从古老的NICD电池而来的,这种镍镉电池有记忆效应,如果不放尽电量,电池会随使用次数的增加而呈现出电量愈来愈少的状态
后来的NIMH电池,其实已经没有明显的记忆效应,但是仍然需要经常的彻底充放电来保持其正常的电量显示,这就是某些日本镍氢充电器提供refresh功能的原理
而锂电池则基本上没有记忆效应,当然长时间使用后充电曲线还是会有略微失准,苹果提供了一个简单的ical提示你定时为电池进行充放电校正,但是频率不需要很高。
关于激活,刚出厂的锂电池需要在若干次使用后才能达到最佳状态,这个没错,但是使用10几个小时的激活是绝对没有必要的(也是没有意义的)现在的充电电路都考虑的用户使用的方便,电池充满后会自动切断充电电路,这样你才能安心睡觉不是,这个时候插不插上电源其实已经没有区别了
谈到充电10几个小时的习惯,这个还是要从古老的nicd或者nimh等电池的慢充模式说起,由于原先电池充电电路设计上的落后,一般为了保持电池温度的正常和防止电池受损,都使用的小电流缓慢充电的方式,而且这种电路一般情况下都没有准确的电量判断功能,所以都是建议用户充电14-16个小时这样,看看,其误差一般都在2,3个小时,如果充电流过大,过充后将对电池造成严重的伤害
而后来的针对nimh和现在锂电池的快速充电电路,已经有了很好的电量检测功能,就可以使用脉冲式的大电流快速充电,且还能维持电池在正常的温度范围内,而到接近电量快满的时候,为了防止过充,电路会从高电流脉冲转换为一种逐渐缩小的涓流充电,这样即使满电检测有部分偏差,由于越接近满电电流越小,在最后时刻的充电电流已经接近0,对电池没有什么损害了,这就是为什么看到锂电池前80%充电1个小时就可以完成,而充满最后20%的电却要4个小时的原因。
锂电池培训后得心得体会
锂电池是近几年才出现的新生事物,也是电池领域的一场革命性成果。以此有很多东西可写。
可以从优点、动力特性、充电特性、制作材料使用、种类、适用场合、发展前景等方面论述。
研究性学习心得 废旧电池的回收利用
近两年,废电池对环境的影响成为国内媒体热门话题之一。有的报道称电池对环境污染很严重,一节电池可以污染数十万立方米的水。有的甚至说废电池随生活垃圾处理可以引起诸如日本水俣病之类的危害,这些报道在社会上引起了很大反响,有很多热爱环保的人士和团体开展或参加了回收废电池的活动。
然而,国家环保总局有关人士却认为,废电池不用集中回收,以前有关废电池危害环境的报道缺乏科学依据,在某种程度上对群众造成了误导。那么,废电池怎样处理才科学呢?本文拟就此问题作以简要介绍,以期帮助大家更科学地认识废电池处理问题,更好的保护我们的环境。
废电池里面到底有哪些污染物
清华大学环境科学与工程系的博士生导师聂永丰教授,带领课题组专门对废电池的危害和处理做过研究。他介绍说,近年来关于废旧电池给环境带来危害的报道的确很多,但是遗憾的是,这些报道未向读者或观众说明支持其结论的科研内容,没有向读者介绍其分析推理过程,也没有列举因干电池造成污染的实际案例,只有“污染严重”的结论。
废电池中含有哪些有害物质,这些物质通过什么样的机理释放到环境中,会对环境造成多大程度的损害,国内外有无废干电池引起严重污染的案例,发达国家是怎样解决这个问题的?带着疑问,课题组作了全面深入的调查,得出的结论与一些新闻报道相去甚远,这些报道确有不切合实际和偏激之处。
聂教授介绍说,电池产品可分一次干电池(普通干电池)、二次干电池(可充电电池,主要用于移动电话、计算机)、铅酸蓄电池(主要用于汽车)三大类。用量最大、群众最关心,报道最多的是普通干电池。下面所说的电池均指普通干电池。
电池主要含铁、锌、锰等,此外还含有微量的汞,汞是有毒的。有报道笼统地说,电池含有汞、镉、铅、砷等物质,这是不准确的。事实上,群众日常使用的普通干电池生产过程中不需添加镉、铅、砷等物质。
废电池中的汞没有对环境构成威胁
汞的挥发温度低,是一种毒性较大的重金属。很多地方的土壤中也含有微量的汞,在汞矿开采、提炼、含汞产品加工过程中,如密闭措施不够完备,释放到空气中的汞(蒸气)对操作人员的健康影响很大。
电池中虽然含有汞,但由于是添加剂,其含量很少。即便是高汞电池,含汞量一般也在电池重量的千分之一以内。我国电池行业全年的用汞量,大体上与一个汞法聚氯乙烯,或汞法炼金,或高汞铅锌矿采选的企业年排放废水中的含汞量相当。由于电池消费区域大,含汞废电池进入生活垃圾处理系统以后,对环境的影响比前述一个化工企业排放含汞废水所造成的影响要小得多,况且电池使用了不锈钢或碳钢做外包皮,有效地防止了汞的外漏。因而废电池分散丢弃在生活垃圾中,其危害微乎其微,在客观上不可能造成水俣病之类的危害。日本的水俣病是化工企业几十年向一条河流排放大量含汞废水,下游水系中汞逐渐累积造成的。
含汞电池正在被无汞电池代替
当然,含汞废电池毕竟对环境有负面影响(哪怕是轻微的)。因此,在1997年底,国家经贸委、中国轻工总会等9部门联合发出《关于限制电池汞含量的规定》,借鉴发达国家的经验,要求国内电池制造企业逐步降低电池汞含量,2002年国内销售的电池要达到低汞水平,2006年达到无汞水平。
从实际进展来看,国内电池制造业基本按照《规定》要求在逐步削减电池汞含量。据中国电池工业协会提供的数据,我国电池年产量为180亿只,出口约100亿只,国内年消费量约80亿只,基本已达到低汞标准(汞含量小于电池重量的0.025%)。其中约有20亿只达到无汞标准(汞含量低于电池重量的0.001%)。
聂教授最后强调,截至目前国内外均无废电池造成严重污染的报道或科研资料,有关废电池污染环境的说法的确缺乏科学根据,对群众造成了误导。
废电池集中回收处理不当会造成污染
如果按某些报道呼吁的那样,在我国建造一个专业的、能够批量处理废电池的工厂,是否可行呢?国家环保总局污控司固体处彭德富工程师介绍说,建设一个废电池回收处理厂,需要投资1000多万元人民币,而且还要每年至少回收4000多吨废旧电池,工厂才能运转起来。而实际上要回收这样大数量的废电池十分困难。以首都北京为例,在大力宣传和鼓励下,3年才回收了200多吨。在环保模范城杭州市,废电池的回收率也只有10%。据了解,目前瑞士和日本已建好的两家可加工利用废旧电池的工厂,现在也因吃不饱经常处于停产状态。这不得不让我们慎重考虑投资建回收厂的问题。
彭德富还介绍说,处理这些集中存放废电池的另一个办法是按照危险废弃物的处理方法集中填埋或存放,但是这样处理一吨需要三四千元的费用,又面临着费用无着落的问题。据了解,四川省有一家小企业打着“环保”的旗号,动用小学生在周六周日帮他们把收集的废电池用锤子敲开,回收其中有价值的电池外壳当废铁卖,而将残渣随意抛弃。废电池不会对环境构成威胁,很重要的一点是电池包了不锈钢或碳钢外包皮,有效地防止了汞的外漏。把废电池外面的不锈钢或碳钢外包皮砸开了,里面所含的汞极易渗出,结果电池中的有害物质污染了环境,损害了小学生的身体健康。这是绝对不能允许的,必须严格禁止。
聚合物锂电池品质员工作总结与感想
品管员的工作总结与感想,这跟聚合物电池是没有任何关系的,总结的侧重点在品质管控的方法上面,不要去谈产品,我给你拟了一下,可以从下面抽取出你需要的,希望能帮到你吧:
从我接触品质管理工作以来,我觉得作为一名品质人员应该具备以下几个条件:
A、 观点要正确,态度要端正,条理要清晰,思路要明确,知
道自己该做什么,应该怎么去做,哪些是自己必须去做
的,哪些是自己必须去坚持的,哪些是自己该监控到的,
哪些是自己该妥协的,例如:自己必须要去做的:产品的
检查、标准的执行、品质异常的反映……;自己必须要坚
持:尺寸超差,是肯定不行的,原则上是不能生产的,这
我们就必须坚持;需要监控到:我自己所标识的不良品,
最终的处理结果及去向是我们要监控到的。
B、 作为品管我们得首要问题是要学会“叫”,发现问题,寻找
问题,提出问题。
C、处理品质问题的方法:多一个人参与进来比少一个人要好,
但该自己承担和处理的一定要勇于担当:判定必须果断,
但需基于标准与事实;勇于承认错误;重于数据,现场分
析解决;留下记录。
①检控产品的品质,凡是有影响到产品品质的相关行为,都
有权进行监控和制止
②品质记录:保护自己,追溯性,自己工作成绩的体现,相
关品质资料的记录
③全员品质,品质不是完全靠品质人员来做的,而是靠大家
来维护与提升的,是一个全员参与的过程,我们要以点
来带动面,去训练、影响身边的人员,从而达到提升品
质的目的。
④扎实的专业技能,要“吃透”产品的接收标准,把握好产品
品质的“度”
⑤判定依据。我们在判定一个产品时,要有依据,不能凭想
象,你说它OK,那你的依据是什么,你说它NG,那你的
依据又是什么,这样才能让人信服
如果以上的你都能做到,离升职不远了,祝你好运^_^
三元锂电池的优缺点,三元锂电池为什么不建议充满
; 在上一篇文章中,我们简单介绍了磷酸铁锂电池的发展历史以及优缺点,(可点击新能源车常见的另外一种动力电池——三元锂电池。
三元锂电池发展简史
新能源车发展到现在,国家补贴政策起到了很重要的作用,磷酸铁锂电池的沉寂与三元锂电池的崛起,就是补贴政策导致的,具体怎么回事,我们看一下过去几年补贴政策的变化就知道。
通过上表,我们可以发现新能源车的国家补贴主要看续航,而且从16年至18年,获得补贴的最低续航在不断上升。在上一篇文章中已经有介绍,当时磷酸铁锂蓄电池最大的问题就是续航低,譬如说17款比亚迪宋EV,其搭载的磷酸铁锂电池的NEDC续航是270公里,18年宋EV换成了三元锂电池,NEDC续航达到350公里。
从上表我们可以看到17年至18年的补贴标准发生了很大变化,不仅直接砍掉了250公里以下的补贴,而且即使达到250公里,单车的补贴只有原来150至250公里的水平。
这么剧烈的补贴缩水,磷酸铁锂电池更本没有生存空间,三元锂电池成为纯电新能源车的主流选择。
但是随着三元锂电池的广泛应用,新能源车充电失火发生的频率也越来越高,大家对于新能源车的关注点逐渐从续航里程转移到安全性上。2020年,国家重新修订了《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,增加了多项电池包安全试验,使得三元锂电池失火的频率降低了不少。
三元锂电池的优缺点
三元锂电池的优点是单位体积的能量密度要比磷酸铁锂电池高,与磷酸铁锂电池同等能量密度,三元锂电池的体积更小,相同大小的三元锂电池可以提供更高的续航。
此外,三元锂电池的循环充放电性能更加好,正常情况下可以循环充放电2000次以上,再加上三元锂电池的能量密度高,充电的频率相对来说会更低,换言之使用寿命会更长。
还有就是三元锂电池不怕冷,所以在冬天的时候续航没有磷酸铁锂电池掉得那么厉害。
三元锂电池的活性锂与电解液发生反应会释放热量,所以这种电池的缺点是容易发热。不过只要不施加太大的充电电流,再在上电池有散热系统,反应释放的热量并不会带来太大威胁。
只是现在一昧追求缩短充电时间,快充的充电功率越来越大,就会导致电池产生热量的速度远大于散热的速度。高温会导致锂离子析出过快从而形成枝丫状的晶体,这些晶体会刺穿正负极之间的隔膜形成短路,在短时间内产生高温引发自燃。
广汽埃安针对三元锂电池自燃的问题推出了弹匣电池,其原理是用隔热壳体包住电池单体,即使电池单体短路也不会影响到附近的单体。同时还配备了一套高效的热管理系统,让电池的热量能够更好地被带走。
三元锂电池为什么不建议充满
网上有很多人说磷酸铁锂电池要充满,三元锂电池充到90多就行了不要充满,原因是锂电池充满电后电压会升高,从而影响电解液和正负极材料的活性,导致电池容量衰减。同时,三元锂电池也不适宜过放,最好在电量剩下30%的时候就充电。
目前来说,制约三元锂电池的最大因素是生产成本高,包括了原料的成本高以及热管理系统成本,所以就会导致整车的价格偏高。再加上补贴少,成本都压在了消费者身上,目前主要是中高端纯电动车才会用三元锂电池。
磷酸铁锂电池的优点和缺点,磷酸铁锂电池有自燃现象吗
; 弹匣电池、刀片电池、大禹电池......听起来好像各家新能源车企都有自己的专利电池,但实际上这些电池本质上不是三元锂电池就是磷酸铁锂电池。这种感觉就好像我们手机的系统,小米的叫MIUI华为的叫EMUI,实际上都是安卓系统。
磷酸铁锂电池发展简史
相比三元锂电池,磷酸铁锂电池应用在新能源车上的时间更加早,但是由于电池能量密度低,磷酸铁锂电池被三元锂电池几乎完全取代,十款新能源车有九款都是三元锂电池,装车量远超过磷酸铁锂电池,使得LG、宁德时代等三元锂企业迎来了春天。
2021年初,一直专注于研发磷酸铁锂电池的比亚迪有了重大突破,让磷酸铁锂电池的能量密度大幅提升,加上三元锂电池自燃的情况越来越多,大家更加关注电池的安全性,磷酸铁锂电池再次杀入人们的视野,比亚迪旗下的弗迪电池、中航锂电、国轩高科、亿纬锂能大放异彩,LG和宁德时代也加入到磷酸铁锂电池的阵营中来。
磷酸铁锂电池的优点和缺点
新能源车最开始会搭载磷酸铁锂电池的原因,是因为这种电池的成本不高,而且使用寿命长安全性也不错,现在的磷酸铁锂电池也保持有这些优点。如今的新能源补贴相比几年前有大幅退坡,新能源车的生产成本更多地转嫁到了消费者身上,很多人更本无法承担这么高的费用。
所以现在的车企都更加偏向于换装磷酸铁锂电池降低售价,譬如说特斯拉的标准续航版,2020款使用三元锂电池时的指导价去到29万多,2021款换上磷酸铁锂电池之后指导价才25万多。
磷酸铁锂电池最大的缺点貌似是能量密度低,但现在技术有了突破之后,好像已经没有缺点了......
还是有缺点,磷酸铁锂电池的正极材料当中的锂离子在电解液里的游离量会受低温影响,简单来说就是温度太低的话,磷酸铁锂电池的容量会下降,在0°C时的容量只有正常时的65%左右,-10°C时的容量只剩下50%左右,影响还是挺大的。
磷酸铁锂电池有自燃现象吗
电池自燃其实是一个很复杂的问题,除了电池本身内部的一些化学物质发生反应会导致自燃,电池漏电或者一些其他情况也可能导致自燃。像比亚迪的刀片电池,能够在针刺试验中既不冒烟爆炸又不发热起火,但在某家媒体的碰撞测试过后还是发生了自燃。
别说电动汽车了,燃油车偶尔也有自燃发生,所以这个东西根本避免不了,毕竟有这个东西在就必然会有风险。车企能做的只是尽量降低电池发生自燃的风险,保证不会在路上正常开着突然间就着火了。
从趋势来看,磷酸铁锂电池成本低的优势已经和三元锂形成六四开的局面,不过已经有企业在着手攻破三元锂电池容易自燃的问题,在下一篇文章中我们会进行介绍,如果你感兴趣不妨点开来看一看。
三元锂电池的优缺点,三元锂电池为什么不建议充满