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充电宝为啥总爆炸?锂电池技术全解析!

作者:时间:2018-08-27来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/387806.htm

相对移动电源来说,笔记本中的原配的电池电芯都来自国际大厂。但我们也经常发现周围有人的笔记本买来不到2年电池续航就大幅下降了,这是什么原因呢?

还记得上一页说到平板电脑使用周期不频繁,但有的也会出现1-2年,电池续航就大幅下降吧?其实他们都是由同一个原因引起的:电池保存不当。

如果你经常没事就把电池充满,或者充电线一直插在设备上,那就随时维持最高电量,电池容量就会快速减少。这个原因涉及到的结构。


内部简图

的正极是由含有锂离子的金属氧化物组成,负极一般是石墨构成的晶格,充电时锂离子向石墨一端移动,最终钻入由石墨构成的稳定的晶格中,蓄势待发。可以容纳锂离子的晶格越多,可以移动的锂离子越多,电池容量越大。长期满电存放主要影响的是可以移动的锂离子数量,因为满电后电池达到4.2V电压,维持的高电压让电解液和电池的正负极均发生一些反应,而这些反应在3.0V-3.7V的状态下虽然也在发生,但是非常微弱。这种反应在电极上生成了钝化膜,电压越高膜越厚,膜越厚可以移动的到负极钻入石墨晶格的锂离子数量越少。于是宏观上的表现就是电池容量衰减。


负极石墨组成的“小房子”,供锂离子钻入钻出

什么算“长期”呢?在我看来7天就已经足够造成恶劣影响了。有多恶劣?这里有个例子,玩儿航模的人有2块规格一样的全新三元材料锂电池A和B,6月份买来同时存放,A剩余电量30%存放,B充满100%存放,3个月后测试电池容量,A容量为最初的98%,B容量为最初的60%。没错,影响就是如此恶劣,所以你的笔记本电池经常长期维持高电压,一年后续航大幅下降也就不要稀奇了。手机是最不容易遇到长期满电存放的设备,因为即便充满了,也一直在使用,不到几个小时电压就降下来了。但手机偶尔也会遇到这个问题,比如充满电后关机了,这时没有任何耗电,电池就一直维持高压,也许一周后你打开盒子一看,电池已经鼓包了。

正确的做法是充30%-40%的电量,然后长期保存。

三、电池内阻

没有特别解释的。

四、电池一致性

木桶效应说的是一个木桶能盛多少水取决于围城木头中最短的那个木片的高度,放在锂电池组上来形容一致性再好不过了。电池一致性表现不好对并联组数比较多的电池影响更大。


笔记本的6芯电池示意图

假设图中6芯电池中第三颗18650因为某种原因容量下降的比较快,很快容量就只剩下75%了,他们6个是并联在一起的,那么放电过程中第三颗电池会最早达到放电终止电压,于是不论另外5颗电池还有没有电量,电池组放电都会停止。充电时也是一样。结果另外5颗电池没有任何问题,也都跟着有问题的18650同步充放电,这组电池从外部看就是严重容量衰减的。实际上里面只有一颗有问题。这就是电池一致性的重要性的体现。

III. 电动自行车中的锂电池

绿源、新日等品牌从2010年开始进入每个家庭,但那时绝大多数电动车用的都是铅酸电池。从2012年后开始出现了采用锂电池的电动自行车,常见的规格是电压36V-48V,容量8Ah-12Ah。带脚蹬子的那种电动自行车如果使用48V12Ah的锂电池,纯电续航达50公里。

一、充放电倍率

驱动自行车对充电方面没有特别要求,常见的充电倍率是0.1C-0.3C之间,电池厂轻松达标,但放电倍率上稍高,至少要满足1C,这对电池厂来说压力也不大。但是目前还有一种电动摩托车,采用踏板摩托车外形,时速甚至可以超过100km/h,这种车对电池的要求一下提高到2C-3C,所以如果你是自己组装这种高性能电动车,选购电池时要计算好。


锂电池在箭头处

厂商配的电池往往不用操心,自己配的电池一般有3种类型:磷酸铁锂电池,三元锂电池,动力三元电池。他们最高的放电倍率分别是:2C,1.5C,10C。你也可以通过增大电池组的容量来提升1C放电对应的电流。

二、充放电循环次数

磷酸铁锂电池寿命约2000次,三元锂电池约800次,动力三元锂电约800次。但是由于电动自行车中往往不是单体电池,木桶效应导致成组后第一次出现容量上的故障,时间上会提前,大约是单体寿命周期的1/4到1/2。



关键词: 充电宝 锂电池

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