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锂电池,太阳能电池,燃料电池工作原理和使用知识
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
燃料电池是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。他直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程。
（一）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。
（二） 太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；
（三） 蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。
（四） 逆变器：太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。
太阳能发电系统的设计需要考虑的因素：
1、 太阳能发电系统在哪里使用？该地日光辐射情况如何？
2、 系统的负载功率多大？
3、 系统的输出电压是多少，直流还是交流？
4、 系统每天需要工作多少小时？
5、 如遇到没有日光照射的阴雨天气，系统需连续供电多少天？
6、 负载的情况，纯电阻性、电容性还是电感性，启动电流多大？
7、 系统需求的数量。
锂电池的相关知识
锂离子电池只能充放电500次？
相信绝大部分消费者都听说过，锂电池的寿命是“500次”，500次充放电，超过这个次数，电池就“寿终正寝”了，许多朋友为了能够延长电池的寿命，每次都在电池电量完全耗尽时才进行充电，这样对电池的寿命真的有延长作用吗？答案是否定的。 锂电池的寿命是“500次”，指的不是充电的次数，而是一个充放电的周期。
一个充电周期意味着电池的所有电量由满用到空，再由空充到满的过程，这并不等同于充一次电。比如说，一块锂电在第一天只用了一半的电量，然后又为它充满电。如果第二天还如此，即用一半就充，总共两次充电下来，这只能算作一个充电周期，而不是两个。因此，通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期，电池容量就会减少一点。不过，这个电量减少幅度非常小，高品质的电池充过多次周期后，仍然会保留原始容量的 80%，很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用。当然，锂电寿命到了最终后仍是需要更换的。
而所谓500次，是指厂商在恒定的放电深度（如80%）实现了625次左右的可充次数，达到了500个充电周期。
（80%*625=500）（忽略锂电池容量减少等因素）
而由于实际生活的各种影响，特别是充电时的放电深度不是恒定的， 所以500个充电周期只能作为参考电池寿命。 锂电池一般能够充放300－500次。最好对锂电池进行部分放电，而不是完全放电，并且要尽量避免经常的完全放电。一旦电池下了生产线，时钟就开始走动。不管你是否使用，锂电池的使用寿命都只在最初的几年。电池容量的下降是由于氧化引起的内部电阻增加（这是导致电池容量下降的主要原因）。最后，电解槽电阻会达到某个点，尽管这时电池充满电，但电池不能释放已储存的电量。
锂电池的老化速度是由温度和充电状态而决定的。下表说明了两种参数下电池容量的降低。
温度 充电 40% 充电100%
0°C 一年后容量98% 一年后容量94%
25°C 一年后容量96% 一年后容量80%
40°C 一年后容量85% 一年后容量65%
60°C 一年后容量75% 三个月后容量60%
由图可见，高充电状态和增加的温度加快了电池容量的下降。
如果可能的话，尽量将电池充到40%放置于阴凉地方。这样可以在长时间的保存期内使电池自身的保护电路运作。如果充满电后将电池置于高温下，这样会对电池造成极大的损害。（因此当我们使用固定电源的时候，此时电池处于满充状态，温度一般是在25－30°C之间，这样就会损害电池，引起其容量下降）。
影响因素1：放电深度与可充电次数
由实验得出的左图数据可以知道，可充电次数和放电深度有关，电池放电深度越深，可充电次数就越少。
可充电次数*放电深度=总充电周期完成次数，总充电周期完成次数越高，代表电池的寿命越高，即可充电次数*放电深度 = 实际电池寿命（忽略其他因素）
影响因素2：过充、过放、以及大的充电和放电电流
避免对电池产生过充，锂离子电池任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏，甚至爆炸。
避免低于2V或2.5V的深度放电，因为这会迅速永久性损坏锂离子电池。可能发生内部金属镀敷，这会引起短路，使电池不可用或不安全。
大多数锂离子电池在电池组内部都有电子电路，如果充电或放电时电池电压低于2.5V、超过4.3V或如果电池电流超过预定门限值，该电子电路就会断开电池连接。
避免大的充电和放电电流，因为大电流给电池施加了过大的压力。
影响因素3：过热或过冷环境
温度对锂电池寿命也有较大的影响。冰点以下环境有可能使锂电池在电子产品打开的瞬间烧毁，而过热的环境则会缩减电池的容量。因此，如果笔记本长期使用外接电源也不将电池取下来，电池就长期处于笔记本排出的高热当中，很快就会报废。
影响因素4：长时间满电、无电状态
过高和过低的电量状态对锂电池的寿命有不利影响。大多数售卖电器或电池上标识的可反复充电次数，都是以放电80%为基准测试得出的。实验表明，对于一些笔记本电脑的锂电池，经常让电池电压超过标准电压0.1伏特，即从4.1伏上升到4.2伏，那么电池的寿命会减半，再提高0.1伏，则寿命减为原来的1/3；给电池充电充得越满，电池的损耗也会越大。长期低电量或者无电量的状态则会使电池内部对电子移动的阻力越来越大，于是导致电池容量变小。锂电池最好是处于电量的中间状态，那样的话电池寿命最长。
由上可以总结出以下几点可延长锂电池容量和寿命的注意事项。 如果长期用外接电源为笔记本电脑供电，或者电池电量已经超过80%，马上取下电池。平时充电不需将电池充满，充至80%左右即可。调整操作系统的电源选项，将电量警报调至20%以上，平时电池电量最低不要低于20%。 手机等小型电子设备，充好电就应立刻断开电源线 （包括充电功能的USB接口），一直连接会损害电池。要经常充电，但不必非得把电池充满。 无论是对笔记本还是手机等，都一定不要让电池耗尽（自动关机）。 如果要外出旅行，可把电池充满，但在条件允许的情况下随时为电器充电。 使用更为智能省电的操作系统。 第一，保持锂离子电池适度充电、放电可延长电池寿命。锂离子电池电量维持在10%~90%有利于保护电池。这意味着，给手机、笔记本电脑等数码产品的电池充电时，无需达到最大值。
配有锂离子电池的数码产品暴露在日照下或者存放在炎热的汽车内，最好将这些产品处于关闭状态，原因是如果运行温度超过60摄氏度，锂离子电池会加速老化。
锂电池充电温度范围：0~45摄氏度，锂电池放电温度范围0~60摄氏度。
第二，如果手机电池每天都需充电，原因可能是这块电池存在缺陷，或者是它该“退休”了。
对笔记本所有者而言，如果长时间插上插头，最好取下电池(电脑在使用过程中产生的高热量对笔记本电池不利)。
第三，通常情况下，50%电量最利于锂离子电池保存。 1. 锂原电池
也称一次锂电池。可以连续放电，也可以间歇放电。一旦电能耗尽便不能再用，在照相机等耗电量较低的电子产品中广泛使用。 锂原电池自放电很低，可保存3年之久，在冷藏的条件下保存，效果会更好。将锂原电池存放在低温的地方，不失是一个好方法。 注意事项：锂原电池与锂离子电池不同，锂原电池不能充电，充电十分危险！
2. 锂离子电池
也称二次锂电池。在20℃下可储存半年以上，这是由于它的自放电率很低，而且大部分容量可以恢复。
锂电池存在的自放电现象，如果电池电压在3.6V以下长时间保存，会导致电池过放电而破坏电池内部结构，减少电池寿命。因此长期保存的锂电池应当每3~6个月补电一次，即充电到电压为3.8~3.9V（锂电池最佳储存电压为3.85V左右）、保持在40%-60%放电深度为宜，不宜充满。电池应保存在4℃~35℃的干燥环境中或者防潮包装。 要远离热源，也不要置于阳光直射的地方。
锂电池的应用温度范围很广，在北方的冬天室外，仍然可以使用，但容量会降低很多，如果回到室温的条件下，容量又可以恢复。 对于圆柱形锂离子电池，其型号一般为5位数字。如下表所示。前两位数字为电池的直径,中间两位数字为电池的高度。单位为毫米。例如18650锂电池，它的直径为18毫米，高度为65毫米。 型号 直径(mm) 高度(mm) abcde ab cd 常规型圆柱锂离子电池型号表 型号 额定容量(mAh) 标称电压(V) 放电终止电压(V) 额定充电电压(V) 内阻(mΩ) 直径(mm) 高度(mm) 参考质量(g) ICR18650 1800~2600 3.6-3.7 3.0 4.2 ≤70 18 65 45 ICR18490 1400 3.6-3.7 3.0 4.2 ≤70 18 49 34 ICR14650 1100 3.6-3.7 3.0 4.2 ≤80 14 65 27 ICR14500 800 3.6-3.7 3.0 4.2 ≤80 14 50 21 ICR14430 700 3.6-3.7 3.0 4.2 ≤80 14 43 18 js145007003.0V（配合锂电池调压器使用）3.04.2≤80145021动力型圆柱锂离子电池型号表 型号 额定容量(mAh) 标称电压(V) 放电终止电压(V) 额定充电电压(V) 内阻(mΩ) 直径(mm) 高度(mm) 参考质量(g) INR18650 1200~1500 3.6 3.0 4.2 ≤60 18 65 45 INR18490 1100 3.6 3.0 4.2 ≤60 18 49 34 磷酸铁锂型圆柱锂离子电池型号表 型号 额定容量(mAh) 标称电压(V) 放电终止电压(V) 额定充电电压(V) 内阻(mΩ) 直径(mm) 高度(mm) 参考质量(g) IFR26650 3000 3.2 2.0 3.6 ≤80 26 65 94 IFR22650 1800 3.2 2.0 3.6 ≤80 22 65 67 IFR18650 1100~1400 3.2 2.0 3.6 ≤80 18 65 45 IFR18490 1000 3.2 2.0 3.6 ≤80 18 49 34 注：内阻≤多少mΩ 意为 在充满电的情况下,以最大放电电流进行恒流放电，当内阻达到多少mΩ时,电池接近报废
锂离子电池由于正极材料较多，与不同的负极搭配，具有不同的工作电压，如3.6V或3.7V。
方型锂离子
方型锂离子电池是生活中最常见的锂电池，它的型号非常多，MP3、MP4、手机、航模等产品上广泛使用。
方形锂离子电池分为金属壳封装(银白色硬壳)和铝塑壳封装(灰白色软壳，用指甲可划痕)两种.金属壳封装的是锂离子电池或液态锂电池,铝塑壳封装的是锂离子聚合物(高分子)电池(Lithium ion polymer battery).这两种电池使用的化学材料和电化学特性可说是大同小异，主要的差异只是锂离子聚合物电池使用一些胶态物质帮助电池极版的贴合或吸收电解液，减少了液态电解液的使用量，从而电池的封装可由金属壳改成铝塑壳了。
金属壳锂电池的外壳是负极，正极在电池一侧的突起物上；铝塑壳锂电池的正负极分别是电池一侧的两片极板,外壳为绝缘体.
对于方型锂离子电池，其型号一般为6位数字。如下表所示。前两位数字为电池的厚度，带1位小数；中间两位数字为电池的宽度；最后两位数字为电池的长度。单位为毫米。例如606168锂电池，它的厚度为6.0毫米，宽度为61毫米，长度为68毫米。（注意：由于各电池厂商采用的封装方法不同，同型号的方形锂离子电池的容量存在300mAh以内的差别）
方形锂离子电池的标称电压一般为3.6～3.7V，充电终止电压一般为4.2V。 方形锂离子电池型号 长度（mm） 宽度（mm） 厚度（mm） 标称电压（V） 额定充电电压（V） abcdef ef cd a.b 3.6～3.7 4.2
关于锂电池的一些知识?
在使用锂电池中应注意的是，电池放置一段时间后则进入休眠状态，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易 激活，只要经过3—5次正常的充放电循环就可 激活 电池，恢复正常容量。由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有记忆效应 。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此，从我自己的实践来看，从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。
对于锂电池的“激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便 激活 电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍电池（如镍镉和镍氢）延续下来的说法。所以这种说法，可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，而且可以非常明确的告诉大家，我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电。通常，手机说明书上介绍的充电方法，就是适合该手机的标准充电方法。
此外，锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说，如果你的锂电池在充满后，放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。
此外在对某些手机上，充电超过一定的时间后，如果不去取下充电器，这时系统不仅不停止充电，还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的，但显然对电池和手机/充电器的寿命而言是不利的。同时，长充电需要很长的时间，往往需要在夜间进行，而以我国电网的情况看，许多地方夜间的电压都比较高，而且波动较大。前面已经说过，锂电池是很娇贵的，它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多，于是这又带来附加的危险。
此外，不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电，过放电对锂电池同样也很不利。这就引出下面的问题。
锂电池的10种保养知识，学会了电池寿命翻倍！
随着锂电池的日益普及，越来越多的人开始关注锂电池的日常维护。那么锂电池的维修应注意哪些问题呢？
1.锂电叉车首次使用，须对电池进行深度充电，充电器显示绿灯后仍继续充电，时间一般控制在(8～12)小时内。
2.避免深度放电（超过容量的90%）再放电，这样会损伤锂电池。
4.在启动、爬坡或在遇逆风行驶，应采用脚踏来助力。
3.当锂电叉车在静止状态下欠压指示灯亮起时应需及时充电；
5.由于锂电池存在无记忆的特性，每次或者每天骑行后应及时对电池组进行有规律性的充电。
6.如果锂电叉车放置超过两个月时间，要对电池组需要进行一次彻底的充电；如果放置超过5个月时间，需要进行一次充放电循环。
8.使用的充电器要与锂电池完全的匹配。充电器电流过大会把锂电池保护系统击穿，造成短路，从而引起锂电池的安全事故。充电器电压过低，使得充电效率低下，耗费过多的时间。
7.掌握好正确的充电方式。先连接充电器与电池组，再将充电器电源插头连接到220V交流电源，照此连接顺序可避免插拔充电插头时产生电火花。当电源接通后充电器显示红色指示灯。
9.锂电叉车在不使用的情况下，应及时关闭电源，或把电池组从电池座上拔出另放。因为电机和控制器在空载状态下仍然会消耗电源。
10，为了保证锂电池组充满电，应选择在室温环境下充电，从而保证锂电池的充电效果更好。严禁淋雨或浸入水里。
电池材料培训有哪些课程
电池、电池产品基础知识
电池正极材料知识培训
光电化学（化学类太阳能电池）
热电化学（热转电材料）
电催化（电解水产氢、氧，还原二氧化碳、转氨等等）
电池（包括锂离子电池、锂金属电池、钠离子/金属电池等）
电容器（化学类的超级电容器）
腐蚀（主要研究防腐材料）
电去离子（去除污水中金属离子）
实际上，电化学大类中，各导师的研究方向远不止以上这些。还有许多导师研究理论方向，比如研究表面活性剂界面上双电层电容具有的特性、电化学体系与谱学联用以及电化学交流阻抗谱理论公式推导与分析等等。
