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技术全解析:为何锂电池爆炸新闻不断

导读: 锂电池在生活中的应用突然扩大了,主要源于智能手机、穿戴设备、电动自行车和新能源汽车的广泛使用,这些年来关于如何使用电池的小贴士,锂电池爆炸等新闻不断,但其中经常包含很多误导性信息。这篇文章中我们从锂电池的简单应用到复杂应用一一说起。

  锂电池在生活中的应用突然扩大了,主要源于智能手机、穿戴设备、电动自行车和新能源汽车的广泛使用,这些年来关于如何使用电池的小贴士,锂电池爆炸等新闻不断,但其中经常包含很多误导性信息。这篇文章中我们从锂电池的简单应用到复杂应用一一说起。

技术全解析:为何锂电池爆炸新闻不断

  衡量电池性能好坏,有以下几个重要指标:

  一、充放电倍率:越高越好

  “C”是形容电池充放电电流大小的专用符号。1C放电就代表1小时内把电池从满电放到空的电流大小。iPhone 6电池容量为1810mAH,那么这颗电池的1C放电电流就是1.81安培;比亚迪e6电动汽车中使用的每颗电池容量是200AH,则这个电池1C放电电流就是200安培。一个电池如果用高倍率放电,通常放出的能量比低倍率少。

技术全解析:为何锂电池爆炸新闻不断

不同放电倍率下放出的电量

  从上图测试结果可知这颗动力电池使用10C放电放出的能量是1C放电下的85%,使用20C放电放出的能量只有1C放电下的70%。

  二、充放电循环次数:越多越好

  500次是锂电池的常见值,根据不同材料制作的锂电池充放电次数从300-3000次不等。这个值的具体含义每个工厂可能略有不同,大致可以理解为:按厂商规定的充放电倍率(比如1C放电,0.3C充电;每次从0%充放到100%,照此循环)下,500次循环后,电池容量还剩最初的80%。充放电次数和使用习惯的关系太大了,我们举几个例子。

  1、充放电强度对循环次数的影响

  工厂标注:每次从0%充放到100%,1C放,0.3C充,500次后容量衰减到80%,这是最严苛的测试循环,也可以不这么严格,看下面

  如果每次电量的循环都在25%-75%,1C放,0.3C充,2000次后容量衰减到80%

  如果每次电量的循环都在50%-100%,1C放,0.3充,1800次后容量衰减到80%

  2、浅充浅放对寿命的影响

  工厂标注:每次从0%充放到100%,1C放,0.3C充,500次后容量衰减到80%,是最严苛的测试循环,也可以不这么严格,看下面

  每次电量的循环都在25%-75%,1C放,0.3C充,2000次后容量衰减到80%

  每次电量的循环都在50%-100%,1C放,0.3充,1800次后容量衰减到80%

  以上两个例子可看出充放电的倍率越小、越有利于寿命提升;浅充浅放也有利于寿命提升。

  三、内阻:越小越好

  这个参数随负载轻重、温度等因素随时变化,随着电池寿命减少,内阻也在逐渐增大。内阻越小的电池越可以高倍率充放电,18650的普通电池内阻在50mΩ左右,动力型的18650电池在15mΩ左右。想知道内阻多大需要用专用的设备测量,普通万用表不行。

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测量电池内阻的工具

  四、电池一致性

  采用相同材料、相同工艺生产的电池在容量、内阻、充放电曲线上的一致性越高越好。电池能否大规模组成电池组这一点非常关键,电池组规模越大对一致性要求越高。

  下面几页我们将按应用的难易程度:

  1、手机、平板、穿戴设备中的锂电池

  2、笔记本电脑和移动电源中的锂电池

  3、电动自行车中的锂电池

  4、电动汽车中的锂电池

  分别介绍一些知识,这样分页是按电池规模从小到大排序的。

  I. 手机、平板、穿戴设备中的锂电池

  为什么说这个领域是最简单的呢?因为这些设备里只有一块锂电池,而且基本都是三元锂电池。三元的意思是三种元素:镍、钴、锰、这种锂电池的正极材料Li(NiCoMn)O2,不是完全一样的,会根据使用要求对三种元素的配比做调整。

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  一、充放电倍率

  在数码设备中使用的电池通常对此项要求很低。你很难一个小时内把满电的手机用到自动关机吧?也没人会设计一个续航只有1小时的数码设备。至少都可以续航3小时,所以电池的放电倍率达到0.3C左右就能满足需求,充电要求往往也很低,通常3-4小时充满的数码设备大家都能接受,所以充电上对电池提出的要求也是0.3C左右。

技术全解析:为何锂电池爆炸新闻不断

  不论国产还是松下、三星之类的进口锂电池,1C放电是最起码的规格,数码设备对电池放电的要求都远低于电池行业的普遍标准。充电倍率上和电池行业目前能做到的基础指标大致相当,如果没有极特殊设计一般也不用担心。

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OPPO的电池闪充特性,对充电提出了较高要求

  最近手机行业出现了特例,以OPPO为代表提出了快充的特性,实际上对电池厂商提出了特殊需求。以OPPO最新的N3来说,VOOC闪充承诺30分钟充满75%的电量,这算下来就是1.5C的充电电流,是普通手机电池充电倍率的10倍,N3卖3999元也贵的有道理,起码这个电池就会比一般电池贵一、二倍。

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责任编辑:Angela
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