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浅析动力电池各种概念及原理

放大字体 缩小字体 发布日期:2017-07-10 07:31:24   来源:新能源汽车网  编辑:全球新能源汽车网  浏览次数:1376


10、自放电率(%/月)

①定义:电池在储存过程中,容量会逐渐下降,其减少的容量与电池容量的比例,称为自放电率。

②原因:由于电极在电解液中的不稳定性,电池的两个电极发生了化学反应,活性物质被消耗,转为电能的化学能减少,电池容量下降。

③影响因素:环境温度对其影响较大,过高温度会加速电池的自放电

④表示:电池容量衰减(自放电率)的表达方法和单位为:%/月。

⑤产生结果:电池自放电将直接降低电池的容量,自放电率直接影响电池的储存性能,自放电率越低,贮存性能越好。

11、循环寿命(次)

①定义:二次电池经历一次充放电称为一个周期或一次循环,电池在反复充放电后,容量会逐渐下降,在一定的放电条件下,电池容量降至80%时,电池所经受的循环次数就是循环寿命。

②影响因素:不正确使用电池,电池材料,电解质的组成和浓度,充放电倍率,放电深度(DOD%),温度,制作工艺等都对电池的循环寿命有影响。

12、记忆效应

①定义:电池的记忆效应是指未完全放电的电池,在下一次充电时所能充电的百分比。

②原因:电池内物质产生结晶,如镍镉电池中,Cd不断聚集成团形成大块金属镉,降低了负极的活性。

③避免:为了消除电池的记忆效应,在充电之前,必须先完全放电,然后再充电。

锂离子电池无记忆效应。

13、放电平台

指放电曲线中电压基本保持水平的部分。放电平台越高、越长、越平稳,电池的放电性能越好。

14、电池组的一致性

由多个单体电芯串连、并联在一起就组成了电池组。电池组的整体性能和寿命取决于其中性能较差的一个电芯,这就要求电池组中每个电芯性能的一致性要高。除了单体电芯本身性能的误差和原材料质量的好坏,最主要原因是制造工艺,工艺的改进对提高电池的质量非常重要。

15、化成

电池制成后,通过一定的充放电方式将其内部正负极活性物质激活,改善电池的充放电性能及自放电、贮存等综合性能的过程称为化成。电池经过化成后才能体现其真实的性能。同时化成过程中的分选过程能够提高电池组的一致性,使最终电池组的性能提高。

二、锂电池结构与原理解读

1、锂电池基本结构

主要材料:正极、负极、电解液、隔膜

结构:圆形、方形;叠片、卷绕

形态:聚合物(软包装)、液态锂离子(钢壳)

浅析动力电池各种概念及原理

2、锂电池工作原理

正极材料:LiMn2O4,负极材料:石墨

充电时正极的Li+和电解液中的Li+向负极聚集,得到电子,被还原成Li镶嵌在负极的碳素材料中。放电时镶嵌在负极碳素材料中的Li失去电子,进入电解液,电解液内的Li+向正极移动。

3、锂电池组成原理

①正极构造

LiMn2O4(锰酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)正极

②负极构造

石墨+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铜箔)负极

浅析动力电池各种概念及原理

4、充电过程

电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。

正极上发生的反应为LiMn2O4 ==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(电子)

负极上发生的反应为6C+XLi+Xe==LixC6

5、放电过程

电池放电,此时负极上的电子e从通过外部电路跑到正极上,正锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。

正极上发生的反应为Li1-xMn2O4+xli++xe(电子) ==LiMn2O4

负极上发生的反应为LixC6 == 6C+xLi+xe

 
关键词: 电池 放电 内阻


 
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