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技術(shù)全解析:為何鋰電池爆炸新聞不斷
技術(shù)全解析:為何鋰電池爆炸新聞不斷 鋰電池在生活中的應(yīng)用突然擴(kuò)大了,主要源于智能手機(jī)、穿戴設(shè)備、電動自行車和新能源汽車的廣泛使用,這些年來關(guān)于如何使用電池的小貼士,鋰電池爆炸等新
鋰電池在生活中的應(yīng)用突然擴(kuò)大了,主要源于智能手機(jī)、穿戴設(shè)備、電動自行車和新能源汽車的廣泛使用,這些年來關(guān)于如何使用電池的小貼士,鋰電池爆炸等新聞不斷,但其中經(jīng)常包含很多誤導(dǎo)性信息。這篇文章中我們從鋰電池的簡單應(yīng)用到復(fù)雜應(yīng)用一一說起。
衡量電池性能好壞,有以下幾個重要指標(biāo)
一、充放電倍率越高越好
“C”是形容電池充放電電流大小的專用符號。1C放電就代表1小時內(nèi)把電池從滿電放到空的電流大小。iPhone 6電池容量為1810mAH,那么這顆電池的1C放電電流就是1.81安培;比亞迪e6電動汽車中使用的每顆電池容量是200AH,則這個電池1C放電電流就是200安培。一個電池如果用高倍率放電,通常放出的能量比低倍率少。
不同放電倍率下放出的電量
從上圖測試結(jié)果可知這顆動力電池使用10C放電放出的能量是1C放電下的85%,使用20C放電放出的能量只有1C放電下的70%。
二、充放電循環(huán)次數(shù)越多越好
500次是鋰電池的常見值,根據(jù)不同材料制作的鋰電池充放電次數(shù)從300-3000次不等。這個值的具體含義每個工廠可能略有不同,大致可以理解為按廠商規(guī)定的充放電倍率(比如1C放電,0.3C充電;每次從0%充放到100%,照此循環(huán))下,500次循環(huán)后,電池容量還剩最初的80%。充放電次數(shù)和使用習(xí)慣的關(guān)系太大了,我們舉幾個例子。
1、充放電強(qiáng)度對循環(huán)次數(shù)的影響
工廠標(biāo)注每次從0%充放到100%,1C放,0.3C充,500次后容量衰減到80%,這是最嚴(yán)苛的測試循環(huán),也可以不這么嚴(yán)格,看下面
如果每次電量的循環(huán)都在25%-75%,1C放,0.3C充,2000次后容量衰減到80%
如果每次電量的循環(huán)都在50%-100%,1C放,0.3充,1800次后容量衰減到80%
2、淺充淺放對壽命的影響
工廠標(biāo)注每次從0%充放到100%,1C放,0.3C充,500次后容量衰減到80%,是最嚴(yán)苛的測試循環(huán),也可以不這么嚴(yán)格,看下面
每次電量的循環(huán)都在25%-75%,1C放,0.3C充,2000次后容量衰減到80%
每次電量的循環(huán)都在50%-100%,1C放,0.3充,1800次后容量衰減到80%
以上兩個例子可看出充放電的倍率越小、越有利于壽命提升;淺充淺放也有利于壽命提升。
三、內(nèi)阻越小越好
這個參數(shù)隨負(fù)載輕重、溫度等因素隨時變化,隨著電池壽命減少,內(nèi)阻也在逐漸增大。內(nèi)阻越小的電池越可以高倍率充放電,18650的普通電池內(nèi)阻在50mΩ左右,動力型的18650電池在15mΩ左右。想知道內(nèi)阻多大需要用專用的設(shè)備測量,普通萬用表不行。
測量電池內(nèi)阻的工具
四、電池一致性
采用相同材料、相同工藝生產(chǎn)的電池在容量、內(nèi)阻、充放電曲線上的一致性越高越好。電池能否大規(guī)模組成電池組這一點非常關(guān)鍵,電池組規(guī)模越大對一致性要求越高。
下面幾頁我們將按應(yīng)用的難易程度
1、手機(jī)、平板、穿戴設(shè)備中的鋰電池
2、筆記本電腦和移動電源中的鋰電池
3、電動自行車中的鋰電池
4、電動汽車中的鋰電池
分別介紹一些知識,這樣分頁是按電池規(guī)模從小到大排序的。
I. 手機(jī)、平板、穿戴設(shè)備中的鋰電池
為什么說這個領(lǐng)域是最簡單的呢?因為這些設(shè)備里只有一塊鋰電池,而且基本都是三元鋰電池。三元的意思是三種元素鎳、鈷、錳、這種鋰電池的正極材料Li(NiCoMn)O2,不是完全一樣的,會根據(jù)使用要求對三種元素的配比做調(diào)整。
一、充放電倍率
在數(shù)碼設(shè)備中使用的電池通常對此項要求很低。你很難一個小時內(nèi)把滿電的手機(jī)用到自動關(guān)機(jī)吧?也沒人會設(shè)計一個續(xù)航只有1小時的數(shù)碼設(shè)備。至少都可以續(xù)航3小時,所以電池的放電倍率達(dá)到0.3C左右就能滿足需求,充電要求往往也很低,通常3-4小時充滿的數(shù)碼設(shè)備大家都能接受,所以充電上對電池提出的要求也是0.3C左右。
不論國產(chǎn)還是松下、三星之類的進(jìn)口鋰電池,1C放電是最起碼的規(guī)格,數(shù)碼設(shè)備對電池放電的要求都遠(yuǎn)低于電池行業(yè)的普遍標(biāo)準(zhǔn)。充電倍率上和電池行業(yè)目前能做到的基礎(chǔ)指標(biāo)大致相當(dāng),如果沒有極特殊設(shè)計一般也不用擔(dān)心。
OPPO的電池閃充特性,對充電提出了較高要求
最近手機(jī)行業(yè)出現(xiàn)了特例,以O(shè)PPO為代表提出了快充的特性,實際上對電池廠商提出了特殊需求。以O(shè)PPO最新的N3來說,VOOC閃充承諾30分鐘充滿75%的電量,這算下來就是1.5C的充電電流,是普通手機(jī)電池充電倍率的10倍,N3賣3999元也貴的有道理,起碼這個電池就會比一般電池貴一、二倍。
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