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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

2、座充继续进行恒压充电,并严格控制电压不超出4.2V,无疑再多充几小时,确实可以增加电量。不过从转绿灯到4.2V的过程中增加不到0.1%的电量,没什么用。

3、Maxim的1679芯片在很多手机中内部也会看到,它采用脉冲方式充电,它在显示绿灯的时候,就是电池已经100%充饱了,当然再放置一个小时,它也不会过充。也就是说不但很多充电器绿灯时就停止充电了,连手机本身都拒绝再充入电流了。

4、座充继续充电,但是它的电流控制很糟糕,不小心就使电池超出了4.2V,而且继续往上跑。那过充就发生了,什么时候电压到了5V就离爆炸不远了,不过除了充电器外,电池一侧也有保护,所以垃圾充电器卖的很多,电池爆炸的事情却不常见。

典型垃圾充电器,别买

最后一种是典型的垃圾充电器,你如果是手机插用这种东西充电,手机内部的充电管理芯片也能在充满时切断电流。但如果你是把电池拿出来接在这类充电器上,那说不定就要鼓包,甚至爆炸了。

谣言五:夜间电网电压波动比较大,比较娇贵,所以不要夜间充电?

如果真是这样,全世界每天晚上都坏掉好几百万颗电池,早起起来一看,电池废了?实际情况是从220V市电变到5V电压,再从5V电压变换到给电池充电的电压,中间经过好几道电压变换的步骤,每一步的输出电压都是合格的。即便220V那端再怎么波动,都不会影响到电池充电的电压。这种谣言的说法改换一种场景就是:台风鲶鱼将登陆福建,所以请北京市民远离公园和护城河等水域,以免危及生命安全。看上去是挺体恤人的,实际那边台风再大,护城河也不会因此风浪大作。

传言:锂聚合物电芯比18650电芯更安全?

这种说法有一定道理,爆炸分两类:一类是电池内部短路后温度急剧增加出现燃烧,产生爆炸;第二类是电池内部产生气体,并没有燃烧,气体撑爆了外壳。聚合物电芯很大程度上避免了第二类爆炸的原因,聚合物电芯没有封闭在固定体积内,一旦使用不当,电解液产生了气体电芯就鼓起来了,有时还会撑破外皮,气体泄漏出去,由于故障电池虽然也会失效,但避免了爆炸。

同型号聚合物电池,左边正常,右边鼓包了,但也因此没有爆炸

聚合物电芯有鼓涨的空间

18650电芯也有安全阀,一旦产生气体压力增加到一定程度阀门会切断电路,于是电池就没有电压也不能继续使用了,但是很多国产18650的阀门并不可靠,所以相比聚合物可以鼓包的特性来说,18650电芯确实更容易爆炸。

钢壳没有空间泄放气体,爆炸

而且采用三元材料的只要正极物质暴露在空气中,与其中的氧、水接触,都极易发生燃烧,我从前还认为松下、三洋这些品牌的不会,只有国产的垃圾电芯才会燃烧、爆炸,后来看过一期爆炸的科普节目,发现只要刺穿18650电芯他们全部都会燃烧。进口高档和国产只是在安全阀门上有差异才导致了进口的更安全。

传言:电量显示为什么经常不准?

移动设备的电池电量显示目前有2种做法,一种是苹果早在iPhone3GS就开始用的库仑计测电量,是统计流过的电荷数量,所以精确度很高。另一种是电压拟合方式判断电量,这种方式误差大。

三元材料锂电池 放电曲线

这是一个容量2600mAh三元材料锂电池,1A放电,25℃下的放电曲线,纵轴是电压,横轴是时间。手机生产中采购同一型号电池,一致性好的电池的放电曲线几乎相同,把电量百分比对应的电压点记录下来,就可以形成一个【电压-电量】的对照表,只要测量电压,就能对应知道剩余电量。这就是电压拟合的原理。但我们会发现,A段电压随电量变化比较明显,B段电量变化很多,但电压不怎么变。所以B段电量显示的误差就更容易大。这是误差产生的原因之一。

另一个原因对误差产生更大的影响:温度。

温度变化对电量测量误差的影响

同一颗电池不同温度下放电曲线不同,上图就是刚刚那颗电池在15℃和25℃下的放电曲线,一个温度对应一条线,两个绿点是电压相同的点,按刚刚【电压-电量】对照表去显示电量,就会造成10%的误差,那么你说这不要紧,可以在5℃、15℃、25℃、35℃……不同温度下测试后多做几张对应表,显示电量前先测温度,再判断用哪张【电压-电量】对照表,问题不就解决了吗?没错,这样确实能进一步减少误差,但我要说,放电曲线的变化还随负载也有相当大的变化呢,还随电池所处的寿命周期的位置也有小幅度变化呢。你难道为了显示电量,要做出一张【n种温度×m种负载×q种寿命点 — 电量】的对照表吗?差不多得了,又不是做实验。于是低成本的移动设备不愿意用库仑计,也就干脆不用数字显示了,成本又高又不准,干脆设四个LED灯,每个灯代表25%电量,管他准不准。


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关键词: 充电宝 锂电池

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