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锂电内部结构与原理

发布日期:2021-06-16 11:16:52
锂电池的安全一直是业界比较关注的问题,特别是几年前连续出现的由于电池安全问题而召回笔记本电脑、手机事件以来,电池厂商更加关注电池的安全问题。锂电池具有容量高、能量大、无记忆效应、循环寿命长等优点,因此目前锂电池仍是手机、笔记本电脑、数码相机,包括目前正快速发展的手持式电动工具、电子书以及电动汽车等领域的理想电池。在电池行业安全技术有待提高的同时,最关键的是用户能了解电池基本使用及操作方法!
锂离子电池电池组成部分如下:
(1)正极——活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料,电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂(俗称三元)或者三元+少量锰酸锂,纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。
(2)隔膜——种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过。
(3)负极——活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳,导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。
(4)有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液。
(5)电池外壳——分为钢壳(方型很少使用)、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使用)、铝塑膜(软包装)等,还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端。
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电池保护板
顾名思义,电池保护板主要是针对可充电电池(一般指锂电池)起保护作用的集成电路板。锂电池(可充型)之所以需要保护,是由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池总会有保护板和一片电流保险器出现。下图为电池板保护电路。PTC:正温度系数热敏电阻;NTC:负温度系数热敏电阻,在环境温度升高时,其阻值降低,使用电设备或充电设备能够及时反应,控制内部中断而停止充放电;U1为电路保护芯片,U2为两个反接的MOSFET开关。正常状态下电池板U1的CO和DO都输出高电压,两个MOSFET都处于打开状态,电池可以自由充放电。
步骤/方法
由于电池是利用化学反应的原理,所以随时间的增加电池的性能会降低,即使是存放很长一段时间而不使用。如果使用条件如充电、放电及周围环境温度等情形不在指定的使用范围内,会使缩短电池的使用寿命,或者会产生漏液导致设备损坏。如果电池长周期不能充电,即使充电方法正确,这样需要更换电池了。