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鋰電池的最大電壓是多少

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2018年08月05日  

看你是鐵鋰還是三元鋰離子電池,鐵鋰的話是20串的話,最高電壓72V,最低電壓50伏,鐵鋰單只電壓標(biāo)稱3.2V,最高電壓3.6V,最低電壓2.5V,做組合的時(shí)候,有時(shí)候算3V,所以也有可能是21串,那樣的話就要再加一串的電壓。三元的話,有可能是18串,單只電壓標(biāo)稱3.6V,最高電壓4.2V,最低電壓3V左右,就是最高電壓75.6V,最低電壓54V左右。這個(gè)還是看你電池的情況,才好判斷。


鋰電池的簡稱,鋰電池主要是指在電極材料中使用了鋰元素作為主要活性物質(zhì)的一類電池。以這個(gè)定義來看,鋰電池是指一類電池,包括鋰一次電池(原電池)與鋰二次電池。


鋰電池有輕巧耐用等優(yōu)點(diǎn)(比較一下電動車上的鉛蓄電池就知道了),對環(huán)境污染相對小一些。


鋰電池是一類由石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池的發(fā)明者是愛迪生。


由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環(huán)境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應(yīng)用。隨著二十世紀(jì)末微電子技術(shù)的發(fā)展,小型化的設(shè)備日益增多,對電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進(jìn)入了大規(guī)模的實(shí)用階段。


最早得以應(yīng)用于心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低,放電電壓平緩。使得植入人體的起搏器能夠長期運(yùn)作而不用重新充電。鋰電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓,更適合作集成電路電源。二氧化錳電池,就廣泛用于計(jì)算機(jī),計(jì)算器,數(shù)位相機(jī)、手表中。[1]


為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種,人們對各種材料進(jìn)行了研究。從而制造出前所未有的產(chǎn)品。比如,鋰二氧化硫電池和鋰亞硫酰氯電池就非常有特點(diǎn)。它們的正極活性物質(zhì)同時(shí)也是電解液的溶劑。這種結(jié)構(gòu)只有在非水溶液的電化學(xué)體系才會出現(xiàn)。所以,鋰電池的研究,也促進(jìn)了非水體系電化學(xué)理論的發(fā)展。除了使用各種非水溶劑外,人們還進(jìn)行了聚合物薄膜電池的研究。


1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。它的實(shí)用化,使人們的移動電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備重量和體積大大減小。使用時(shí)間大大延長。由于鋰離子電池中不含有重金屬鎘,與鎳鎘電池相比,理論上,相對減小了一些污染。


3C產(chǎn)業(yè)常提到的鋰電池其實(shí)是鋰鈷電池,廣義的可充放鋰電池是指由一個(gè)石墨負(fù)極、一個(gè)采用鈷、錳或磷酸鐵的正極、以及一種用于運(yùn)送鋰離子的電解液所構(gòu)成。而一次鋰離子電池則可以鋰金屬或者嵌鋰材料作為負(fù)極。


鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展20多年來一直集中在、電子通信,數(shù)碼行業(yè)為主,鮮少應(yīng)用在儲能和動力電池(瞬間需要較大電流)市場,這市場涵蓋純電動車、油電混合車、中大型UPS、太陽能、大型儲能電池、電動手工具、電動摩托車、電動自行車、航太設(shè)備與飛機(jī)用電池等領(lǐng)域。


主要原因之一是、鋰電池采用的鋰鈷正極材料(LiCoO2,就是最常見的鋰電池),無法應(yīng)用在需要大電流、高電壓、高扭力以及要耐受穿刺、沖撞和高溫、低溫等條件等特殊環(huán)境,更重要的是,因無法滿足人們對安全的絕對要求而飽受詬病。[2]


同時(shí),鋰鈷電池也無法達(dá)到快速充電與完全避免二次污染等目的,而且,一定要設(shè)計(jì)保護(hù)電路以防止過度充電或過度放電,否則就會造成爆炸等危險(xiǎn),甚至出現(xiàn)如Sony電池爆炸導(dǎo)致全球品牌NB業(yè)者投下巨資回收的情況。


另外,鈷的價(jià)格愈來愈高昂,全球鈷元素最大生產(chǎn)國剛果,戰(zhàn)亂紛擾多,導(dǎo)致鈷元素價(jià)格不斷升高。鋰鈷電池的粉體因鈷元素價(jià)格不斷上漲,從原先的每公斤40美元漲價(jià)到60~70美元。磷酸鋰鐵粉體依品質(zhì)好壞,每公斤售價(jià)在30~60美元。


這20年來,各國已投入很多的資源,尋找能夠取代或解決LiCoO2問題的材料,取得一些成果。


鋰離子電池的原理


鋰離子電池中的電解液可以是凝膠體、聚合物(鋰離子/鋰聚合物電池)、或凝膠體與聚合物的混合物。因?yàn)槟壳吧形窗l(fā)現(xiàn)能夠在室溫條件下有效運(yùn)送鋰離子的聚合物,所以大多數(shù)的“塑膠封袋”鋰離子/鋰聚合物電池事實(shí)上都是結(jié)合凝膠體和聚合物的混合型電池。


正極或負(fù)極必須具有類似海綿的物理結(jié)構(gòu),以釋放或接收鋰離子。在充電時(shí),鋰離子從負(fù)極材料移出至電解液,再像水進(jìn)入海綿一樣地進(jìn)入正極材料,這個(gè)過程被稱為嵌入(Intercalation)。放電的過程則完全相反。


各種鋰離子電池的優(yōu)劣


正極材料的選擇決定了電池的容量、安全性和老化特性。其中鈷特別提供了極佳的容量和老化特性,但與其他的材料相比,鈷的安全性就差了些。


鋰鎳鈷電池


鋰鎳鈷電池是鋰鎳電池和鋰鈷電池的固溶體(綜合體),兼具鋰鎳和鋰鈷的優(yōu)點(diǎn),一度被產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為是最有可能取代鋰鈷電池的新正極材料,但鈷正極電池在放電的過程中往往會形金屬鋰。因?yàn)榻饘黉嚲哂幸兹嫉奶匦裕绻踩胧┦r(shí),金屬鋰往往引發(fā)燃燒,所以安全性還是無法有更大突破。


因此,全球相關(guān)業(yè)者的主要發(fā)展集中在基于錳或磷酸鐵的正極:“LiNiO2”(鋰鎳電池)、“LiNi0.8Co0.2O2”(鋰鎳鈷電池)、“LiMn2O4”(鋰錳電池)、“”(鋰鎳鈷錳電池)和LFP(磷酸鋰鐵電池)以提升其安全性,但提高安全性的代價(jià)是電池容量略有下降,且使電池的老化速度加快。


鋰錳電池


鋰錳電池的成本低且安全性比鋰鈷好一些,但循環(huán)壽命欠佳,且高溫環(huán)境的循環(huán)壽命更差,高溫時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)錳離子溶出的現(xiàn)象,高溫造成自放電嚴(yán)重,以致儲能特性差。


鋰鎳電池


鋰鎳電池的成本較低且電容量較高,不過,制作過程困難且材料性能的一致性和再現(xiàn)性差,最嚴(yán)重的是依然有安全性問題。


磷酸鋰鐵電池


磷酸鋰鐵電池則同時(shí)擁有鋰鈷、鋰鎳和鋰錳的主要優(yōu)點(diǎn),但不含鈷等貴重元素,原料價(jià)格低且磷、鋰、鐵存在于地球的資源含量豐富,不會有供料問題,而且,工作電壓適中(3.2V)、電容量大(170mAh/g)、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長,是業(yè)界認(rèn)為較符合環(huán)保、高性能要求要求的鋰離子電池。有關(guān)LiMPO4,LiFePO4,LFP,磷酸亞鐵鋰,鋰鐵磷,磷酸鐵鋰,磷酸鋰鐵[2]


但是,磷酸鋰鐵電池,只是在理論上,安全性稍高于,以前的鋰離子電池。它對于,鋰離子電池,容易發(fā)生的危險(xiǎn)性,沒有徹底的改變。


電池的理論充電時(shí)間


電池的理論充電時(shí)間=電池的電量除以充電器的輸出電流。


例如:以一塊電量為800mAH的電池為例,充電器的輸出電流為500mA那么充電時(shí)間就等于800mAH/500mA=1.6小時(shí),當(dāng)充電器顯示充電完成后,最好還要給電池大約半個(gè)小時(shí)左右的補(bǔ)電時(shí)間。

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