锂离子电池多重保护机制

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锂离子电池多重保护机制

锂离子电池多重保护机制:
由于错误使用会减少寿命,甚至可能导致爆炸,所以,锂离子电池设计时增加了多种保护机制。
保护电路
防止过充、过放、过载、过热。
排气孔
因其具有防爆炸功能,电池界业内人士也称为防爆孔或防爆线。原理十分简单,在壳体表面划出一条比壳体表面厚度稍微薄一点的线或孔,当电芯短路时,电池内部短时间内将产生大量气体并迅速增大压强,当压力过载时,因防爆孔薄于壳体其余地方,气体便防爆孔处泄气,从而达到避免电芯整体爆炸的危险。
隔膜
隔离电芯正、负极片,以防止卷芯内部正、负极片直接接触造成短路;从微观角度看,隔膜表面为网状结构,通常有PP、PE之分,也有PE、PP复合在一起的。
区分隔膜通常按厚度、宽度进行划分,铝壳锂离子电池使用的隔膜厚度通常为16um、18um、20um等,动力电池使用的隔膜厚度以30um以上为主流。
若按形状区分则有卷状、条状之分。卷状隔膜就是将裁剪好宽度的隔膜卷在一个纸筒上,供客户自行裁剪隔膜单条长度(形状与透明胶相似)。条状隔膜则由供应商按客户提供的长、宽、厚等参数,直接裁剪好成条状的隔膜。卷状隔膜的优点在于通用性强,但需增加人力进行裁剪,条状隔膜优点在于无需人力裁剪即可使用,但是通用性不强。
隔膜在电池内部温度过高时还能融化,以防止电池爆炸。当电池内部温度达到130℃(锂离子电池国家标准gb18287-2000)以上时,隔膜的网状孔将闭合,阻止锂离子通过升高内阻(至2kΩ),以达到阻止电芯内部温度继续升高的作用,从而保护电芯产生爆炸的危险。
排气孔、隔膜一旦激活,电池将永久失效。
磷酸铁锂动力电池组结构工作原理及性能
磷酸铁锂动力电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。 锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元锂电池材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。下面由电池之都为大家讲解磷酸铁锂动力电池组工作结构原理及性能:
磷酸铁锂动力电池组结构与工作原理:
磷酸铁锂动力电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的.LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过,右边是由碳(石墨)组成的电池负极,由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质,电池由金属外壳密闭封装。
磷酸铁锂动力电池在充电时,正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。
磷酸铁锂动力电池组主要性能:
磷酸铁锂动力电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同,其性能上会有些差异。例如同一种型号(同一种封装的标准电池),其电池的容量有较大差别(10%~20%)。
磷酸铁锂动力电池组主要性能如下:为了与其他可充电电池的相比较,也在表中列出其他种类可充电电池性能。这里要说明的是,不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池组在各项性能参数上会有一些差别;另外,有一些电池性能未列入,如电池内阻、自放电率、充放电温度等。
更多关注:锂离子电池不同方法的分类及结构组成
锂电池包与铅酸蓄电池的几方面区别
锂电池包与铅酸蓄电池好坏比照,铅酸蓄电池VS锂电池包好坏势比照,一直是业界重视度继续不下的问题。而铅酸电池和锂电池占有主导位置,下面由电池之都为大家讲解锂电池包与铅酸蓄电池的几方面区别:
一、锂电池包与铅酸蓄电池区别简述
锂电池:是一类由锂金属或锂合金为负极资料、运用非水电解质溶液的电池。
蓄电池:是电池中的一种,它的作用是能把有限的电能储存起来,在合适的地方运用。它的作业原理就是把化学能转化为电能。
二、从分量能量密度、体积能量密度、运用寿命、价格、适用性、充电、国家方针、环保型等角度来进行分析
分量能量密度
铅酸电池组分量在16-30公斤,体积较大;而锂电池分量一般在2.5-3.0公斤,体积相对较小。现在的锂电池包能量密度一般在200~260wh/g,铅酸一般在50~70wh/g,那么分量能密度锂电池就是铅酸的3~5倍,这就意味着相同容量的情况下,铅酸电池是锂电池的3~5倍,所以在储能设备轻量化上,锂电池包占居绝对优势。
体积能量密度
锂电池包的体积容量密度通常是铅酸电池的1.5倍左右,所以相同容量的情况下,锂电池比铅酸电池体积要小30%左右。
运用寿命
磷酸铁锂正极资料的锂电池可以到达2000次左右,超出铅酸蓄电池1.5~5倍。这大大降低了锂电池的运用成本 ,延长了运用寿命,提高运用便当度。铅酸电池的循环次数通常只要300~350次左右,所以锂电池的运用寿命是铅酸电池的3-6倍左右。
价格
现在锂电池在价格上较铅酸要贵,大约是3倍左右,但是结合运用寿命分析,投入相同的成本,仍然是锂电池包运用周期要长一些。
适用性
锂电池包由于安全性较铅酸电池要稍差,所以在运用中需求做好各种安全预防作业,比如防止外力或事故对锂电池形成损坏,由于这可能会引起着火或爆炸;现在锂电池的温度适用性也很好,所以在其他适应性方面,锂电池也毫不逊色于铅酸电池。
国家正策
铅酸电池由于出产环节或抛弃电池对环境形成的危害是相当严重的,所以从国家方针导向来讲,现已在约束铅酸电池的扩大再出资,或在某些领域约束铅酸电池的运用,未来锂电池包替换铅酸电池的趋势会越发显着,进度也会逐步加快。
充电速度
锂电池具有较宽的充电功效规模,这是锂电池具有的独特长处。在需求时,可以使充电时间控制在20min~1h,充电效率到达84%以上。而铅酸电池现在无此功能。
环保功能
磷酸铁锂电池包不含任何重金属与稀有金属,无毒,不管在出产及运用中均无污染,契合欧洲RoHS规定,为绿色环保电池。而铅酸电池中却存在着很多的铅,在其抛弃后若处理不妥,仍会对环境形成二次污染。
更多关注:锂电池的特点及内部结构介绍

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