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锂电知识

锂电基本知识
发表时间:2020-01-11     阅读次数:     字体:【

一,锂电突出的几个优点:

1,重量轻,是相同容量铅酸电池的四分之一到六分之一。电动车锂电,妇女也能提上楼。

2,充电速度快于铅酸电池,铅酸电池充电电流为0.1C—0.15C,再大极板接受不了。锂电0.25C—0.5C,可以到1C。适合现在人们的快节奏生活。

3,DOD循环寿命长。铅酸电池为300次,普通锂电大于500次,磷酸铁锂大于1200次。

二,锂电突出的致命缺点及对策:

燃烧和爆炸的几率很高,这是构造决定的。三种情况可能引起燃烧和爆炸:第一,电充足了继续充;第二,短路;第三,温度高时。

对策有两条:

制作方面采取的一些措施,例如多孔的隔膜采用热缩性材料,大于125度闭孔,切断锂离子的通过。再例如圆柱形锂电正极有PTC,热了、内部压强高了,切断输出。

应用方面,电芯的负极不直接对外,无论一节还是多节串联,要经过保护板。保护板的最基本功能有过充保护和过放保护,以及过电流保护,有的还有过温度保护。

保护板实质是装了两个电子开关,一个为充电开关,另一个为放电开关。当任何一节电压高于额定值时,充电开关断开,即使充电还在工作,也充不进去了,可有效防止过充;当任何一节电压低于额定值时,放电开关断开,可有效防止过放电(锂电过放将大大缩短循环寿命);当放电电流大于额定值时,放电开关断开,整组电池对外停止放电。过流放电开关即断开,更不要说外电路短路了。温度高,开关都切断,电池充放都不能进行。

三,锂电分类

锂电分类方法有多种,由阳极材料分类有:钴酸锂、锰酸锂、三元锂和磷酸铁锂四类。其中钴酸锂不安全,磷酸铁锂相对安全。请大家牢记,钴酸锂、锰酸锂、三元锂的放电平台为3.7伏,欠压保护值为2.8伏到3伏,过压保护值为4.25伏;而磷酸铁锂放电平台为3.2伏,欠压保护值为2伏,过压保护值为3.65伏。

由外包装材料分类有:软包装和硬包装两大类。其中硬包装的又有圆柱形和方块型。

由使用特性分类有:容量型和动力型两类,手机电池、笔记本锂电池等大多数属于容量型。电动车和电动工具使用动力型电池。使用容量型电池换用同样放电平台的动力型电池是可以的,反过来是不可以的。

四,保护板的分类

保护板的分类方法也有多种,按照充电口和放电口的接法有共口和异口两类。异口的保护板的电池芯正极、充电口正极、放电口正极三者是相连的。充电口的负极经两个电子开关接电芯的负极,放电口的负极经放电电子开关接电芯的负极。同口的保护板,充电口、放电口合二为一,其正极接电芯正,负极经两个电子开关接电芯的负极。

另一种保护板的分类方法是,带不带均衡电路。均衡电路是充电时才起作用的电路,实质是一个个和每节电芯相并联的电子电路。平时电路不动作,充电时,当电芯接近过压保护值前,该电路导通,相当于一个可变电阻并到电芯两端,充电电流一部分流经电芯,一部分不经电芯由此旁路。这样,充电电流到达这些基本吃饱的电芯时,大部分走了旁路。

启动均衡电路动作的电路有两类,一种为专用集成电路,一种采用TL431通用稳压电路。

锂电电动车保护板损坏是经常发生的,特别用街头快速充电站和普通铅酸充电器进行充电极易发生。

保护板分类的核心有3点:

1,阳极为什么材料的电芯,因为不同电芯的欠压保护值和过压保护值不同,一般不通用。需要特别指出,磷酸铁锂和其他的差别很大。

2,串联的数目,电芯串联数不同,保护板也不能互换。大多数保护板从信号线插头引线数目可以判断电芯串联数,引线一般为串联数加1。但是,不要教条。因为有的厂家将最低端电芯的负极省略了,引线数目等于串联数。更有甚者,将引线中最低端电芯的负极数目重复为两条,电信串联数等于引线数减一。最可靠的方法还是实际数一下串联电芯数,注意每一节是几并。

3,充电电流和放电电流各为几何?一般看电子开关NMOS管的个数。例如充电电流5A以下,放电电流15A的:异口的为3个管,其中一个为充电开关,另两个为放电开关。如果是同口的,为四个管,充、放电各两个。

无论同口还是异口,充、放电的电子开关都是NMOS管,并且是头对头(漏极相连)的,电芯负极与放电开关NMOS的源极相连。对外充电插口的负极是充电开关NMOS的源极。异口保护板对外放电插口的负极就是两个开关NMOS管的漏极处。

充电时,充电电流既流经放电开关也流经充电开关。充电开关NMOS导通,电流对此管为正向,从漏极到源极。而放电开关NMOS此时是截止的,充电电流是如何流经它的呢?原来,NMOS管制作时,在漏极和源极间寄生了一只二极管,二极管负极与漏极相连,二极管正极与源极相连,充电电流就是流经了这只寄生二极管。

放电时,放电开关NMOS导通,放电电流对此管为正向,从漏极到源极。异口的,放电电流不经过充电开关NMOS,此时充电开关NMOS虽然是截止的,对放电没有影响。同口的,放电电流既经过放电开关NMOS,又经过充电开关NMOS。此时,放电电流经过充电开关NMOS的寄生二极管。

寄生二级管为硅二极管,饱和压降为0.7V—1V,10安流经就会产生10瓦左右的热量。显然,异口的的保护板放电时,电流不经过充电的电子开关,故温度低于同口的保护板。

 
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