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鋰電池放電曲線,鋰電池充放電特性

鉅大LARGE  |  點擊量:2040次  |  2019年09月17日  

摘要
鋰電池放電曲線,鋰電池充放電特性。測定鋰電池的放電曲線,是研究電池性能的基本方法之一,根據放電曲線,可以判斷鋰電池工作性能是否穩定,以及電池在穩定工作時所允許的最

鋰電池放電曲線,鋰電池充放電特性。測定鋰電池的放電曲線,是研究電池性能的基本方法之一,根據放電曲線,可以判斷鋰電池工作性能是否穩定,以及電池在穩定工作時所允許的最大電流。為了鋰電池能夠安全正常使用,就需要確保鋰電池的充放電特性和優勢,這也能夠為鋰電池的發展奠定一個堅實的基礎。


鋰離子電池放電時,它的工作電壓總是隨著時間的延續而不斷發生變化,用鋰電池的工作電壓做縱坐標,放電時間,或容量,或荷電狀態(SOC),或放電深度(DOD)做橫坐標,繪制而成的曲線稱為放電曲線。要認識電池的放電特性曲線,首先需要從原理上理解電池的電壓。


鋰電池放電曲線的階段


1)鋰電池在初始階段端電壓快速下降,放電倍率越大,電壓下降的越快;


2)電池鋰電壓進入一個緩慢變化的階段,這段時間稱為電池的平臺區,放電倍率越小,平臺區持續的時間越長,平臺電壓越高,電壓下降越緩慢。在鋰離子電池的實際使用過程中,盡可能希望電池工作在平臺區;


3)在鋰電池電量接近放完時,電池負載電壓開始急劇下降直至達到放電截止電壓。從容量測試的結果中,同時還可以得到放電電流與容量的曲線關系。


可以看出,鋰電池放電電流的大小,會直接影響到電池的實際容量。放電電流越大,電池容量相應減小,這表明放電電流越大,到達終止電壓經歷的時間越短。所以談到電池容量時,應指明其放電電流(放電倍率)。


鋰電池充放電特性


過度充電和過度放電,將對鋰離子電池的正負極造成永久的損壞,從分子層面看,可以直觀的理解,過度放電將導致負極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結構出現塌陷,過度充電將把太多的鋰離子硬塞進負極碳結構里去,而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來。


不適合的溫度將引發鋰離子電池內部其他化學反應生成我們不希望看到的化合物,所以在不少的鋰電池正負極之間設有保護性的溫控隔膜或電解質添加劑。在電池升溫到一定的情況下,復合膜膜孔閉合或電解質變性,電池內阻增大直到斷路,電池不再升溫,確保鋰電池充電溫度正常。


鋰電池必須考慮充電、放電時的安全性,以防止特性劣化!鋰電池能量密度高,難以確保電池的安全性,在過度充電狀態下,電池溫度上升后能量將過剩,于是電解液分解而產生氣體,容易使內壓上升而產生自燃或破裂的危險;反之,在過度放電狀態下,電解液因分解導致電池特性及耐久性劣化,降低可充電次數。


在過度放電的情況下,電解液因分解而導致電池特性劣化,并造成充電次數的降低。過度放電保護IC原理:為了防止鋰電池的過度放電狀態,假設鋰電池接上負載,當鋰電池電壓低于其過度放電電壓檢測點(假定為2.3V)時將激活過度放電保護,使功率MOSFET由開轉變為切斷而截止放電,以避免電池過度放電現象產生,并將電池保持在低靜態電流的待機模式,此時的電流僅0.1μA。


因此鋰電池的過充、過度放電、過電流及短路保護很重要,所以通常都會在電池包內設計保護線路,用以保護鋰電池。


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