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2017-09
钛酸锂电池的特性
钛酸锂(LTO)材料在电池中作为负极材料使用,由于其自身特性的原因,材料与电解液之间容易发生相互作用并在充放循环反应过程中产生气体析出,因此普通的钛酸锂电池容易发生胀气,导致电芯鼓包,电性能也会大幅下降,极大地降低了钛酸锂电池的理论循环寿命。测试数据表明,普通的钛酸锂电池在经过1500-2000次左右的循环就会发生胀气的现象,导致无法正常使用,这也是制约钛酸锂电池大规模应用的一个重要原因。钛酸锂(LTO)电池性能改进是单个材料的性能的提升以及各关键材料的有机整合的综合体现。针对快速充电与长使用寿命的要求,除负极材料以外,还要针对锂离子电池的其他关键原材料(包括正极材料、隔膜、以及电解液),同时结合特殊的工程化工艺经验,最终形成了“不胀气”的钛酸锂LpTO电池产品,并首先实现了在电动公交客车上的批量应用。测试数据表明,在6C充电,6C放电,100%DOD的条件下,钛酸锂LpTO单体电池的循环寿命超过25000次,剩余容量超过80%,同时电芯产生的胀气现象不明显,不影响其寿命;而重庆快速充电纯电动公交的实际应用情况也表明,在电池成组以后,电性能的表现也相当优异,可以保证纯电动公交客车的日常商业化运营。优点采用电动车辆取代燃油车辆是解决城市环境污染的最佳选择,其中锂离子动力电池引起了研究者的广泛关注为了满足电动车辆对车载型离子动力电池的要求,研制安全性高、倍率性能好且长寿命的负极材料是其热点和难点。商业化的锂离子电池负极主要采用碳材料,但以碳做负极的锂电池在应用上仍存在一些弊端:1、过充电时易析出锂枝晶,造成电池短路,影响锂电池的安全性能;2、易形成SEI膜而导致首次充放电效率较低,不可逆容量较大;3、即碳材料的平台电压较低(接近于金属锂),并且容易引起电解液的分解,从而带来安全隐患。4、在锂离子嵌入、脱出过程中体积变化较大,循环稳定性差。与碳材料相比,尖晶石型的Li4Ti5O12具有明显的优势:1、它为零应变材料,循环性能好;2、放电电压平稳,而且电解液不致发生分解,提高锂电池安全性能;3、与炭负极材料相比,钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2*10-8cm2/s),可高倍率充放电等。4、钛酸锂的电势比纯金属锂的高,不易产生锂枝晶,为保障锂电池的安全提供了基础。
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2017-09
锂电池的发展进程
“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。发展进程1、1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂电池。2、1980年,J.Goodenough发现钴酸锂可以作为锂离子电池正极材料。3、1982年伊利诺伊理工大学(theIllinoisInstituteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性,此过程是快速的,并且可逆。与此同时,采用金属锂制成的锂电池,其安全隐患备受关注,因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。4、1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料,具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高,且氧化性远低于钴酸锂,即使出现短路、过充电,也能够避免了燃烧、爆炸的危险。5、1989年,A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。6、1991年索尼公司发布首个商用锂离子电池。随后,锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。7、1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐,如磷酸锂铁(LiFePO4),比传统的正极材料更具优越性,因此已成为当前主流的正极材料。随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用,锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用,并在逐步向其他产品应用领域发展。1998年,天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。习惯上,人们把锂离子电池也称为锂电池,但这两种电池是不一样的。锂离子电池已经成为了主流。
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2017-09
锂电池充电知识
充电电压一般手机电池电压写的是3.7V,但一般充电器的电压写的是5V,但不会影响使用的,因为根本没有3.7V的手机充电器卖。5号的圆柱形锂电池,即14500的电池。是通过锂电池调压器的技术,将电池的电压调至可适合小电器使用的3.0V电压。对于新买的锂离子电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。那么电池需要激活吗?答案是肯定的,需要激活!但是,这个过程是由生产厂家完成的,与用户无关,用户也没有能力完成。锂电池真正的激活过程是这样的:锂离子电池壳灌输电解液--封口--化成,就是恒压充电,然后放电,如此进行几个循环,使电极充分浸润电解液充分活化,直至容量达到要求为止,这个就是激活过程--分容,也就是说出厂后锂离子电池到用户手上已经是激活过的了。另外,其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态,激活以后再封口,除非您拥有了电芯生产设备,否则如何完成?可是为什么有些产品的说明书上写着,建议用户前三次使用,要对手机进行完全的充放电呢?难道这不是激活吗?其实事实是这样的,在电池出厂,然后销售,再到用户的手中,会经历一段时间,一个月或者几个月,这样一来,电池的电极材料就会“钝化”,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。长充深充长充可能导致过充。锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。在对某些机器上,充电超过一定的时间后,如果不去取下充电器,这时系统不仅不停止充电,还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的,但显然对电池的寿命而言是不利的。同时,长充电需要很长的时间,往往需要在夜间进行,而以我国电网的情况看,许多地方夜间的电压都比较高,而且波动较大。前面已经说过,锂电池是很娇贵的,它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多,于是这又带来附加的危险。事实上,浅放浅充对于锂电更有益处,只有在产品的电源模块为锂电做校准时,才有深放深充的必要。所以,使用锂电供电的产品不必拘泥于过程,一切以方便为先,随时充电。过充过放锂离子电池的额定电压,因为材料的变化,一般为3.7V,磷酸铁锂(以下称磷铁)正极的则为3.2V。充满电时的终止充电电压国际标准是4.2V,磷铁3.6V。锂离子电池的终止放电电压为2.75V~3.0V(国内电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压,各参数略有不同,一般为3.0~2.75V,磷铁为2.5V。)。低于2.5V(磷铁2.0V)继续放电称为过放(国际标准为最低3.2v,磷铁2.8v),低电压的过放或自放电反应会导致锂离子活性物质分解破坏,并不一定可以还原。而锂离子电池任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏,甚至爆炸。锂离子电池在充电过程必需避免对电池产生过充。
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2017-09
电池组装简介
电池的基本结构电池的基本结构由电芯、保护板、外壳三部分组成。1、电芯:电芯是电池最重要的组成部分,是能量转换的载体。我公司目前生产的是聚合物锂离子电芯和圆柱锂离子电芯。电芯的基本参数有:容量、内阻、循环寿命等。2、保护板:保护板是保护电芯正常工作,预防异常事故发生的电子功能模块。主要组成是IC和MOS管。IC是监控电芯电压的元件,MOS管是一个开关。在整个模块中,IC通过检测工作回路的电流和电芯两端的电压来控制MOS管的开关状态,从而控制充放电回路,达到预防电池过充,过放或过流的目的。保护板的主要参数有:过充保护电压、过充保护恢复电压、过放保护电压、过放保护恢复电压,短路保护电流,自耗电流,PCM内阻等。以上参数可通过专用设备或模拟电路测量。3、外壳:外壳是把电芯和保护板固定在一起,密封并与主机完成配合功能的壳体。外壳常分为底壳和面壳。一般地与主机配合后,外漏在外面的为面壳,另一个为底壳。外壳常用材料有:ABS、ABS+PC、PC等。衡量外壳的主要指标有:颜色、材料、配合、机械强度等。电池组装的关键工艺1、锡焊:锡焊是用焊锡丝将导体连接到一起,并达到良好的导通效果的工艺。影响焊锡质量的因素有焊接温度,主体材料,焊锡材料等。在电池组装中焊接温度一般要求控制在360±10℃。容易焊接的材料有金、银、铜、锡、镍、钢等。锡焊中容易出现的不良有:虚焊、假焊、过焊等。2.塑胶壳封装(亦称超声波焊压接):常用塑胶壳的封装是采用超声波熔接的方式,其原理是用超声波将能量传递到两接触的表面,接触部分高频振动产生热量,使接触表面熔融并粘接。影响超声波焊接的主要参数有:设备功率、设备能量、压力、焊接时间等。测试1、电芯测试:常规项目有:容量、循环寿命、内阻、电压、自放电等。其它项目有:高温放电性能、低温放电性能、短路、钉刺等。2、保护板:电性能测试参数有:过充电保护电压,过充电保护恢复电压,过放电保护电压,过放电保护恢复电压,短路保护电流、自耗电、PCM内阻等。外形结构:金手指外漏部分无偏斜,下陷,色泽光亮无斑点,金层厚度为0.3μm。3、成品电池:电性能检测项目有:充、放电功能,短路保护功能,开路电压,过流,识别电阻,热敏电阻,电池内阻等。外观及结构检测项目有:套机效果、跌落试验、缝隙、颜色等。
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2017-09
电池中涂碳铝箔的介绍
涂碳铝箔是由导电碳为主的复合型浆料与高纯度的电子铝箔,以转移式涂覆工艺制成。应用范围细颗粒活性物质的功率型锂电池正极为磷酸亚铁锂正极为细颗粒的三元/锰酸锂用于超级电容器、锂一次电池(锂亚、锂锰、锂铁、扣式等)替代蚀刻铝箔作用抑制电池极化,减少热效应,提高倍率性能;降低电池内阻,并明显降低了循环过程的动态内阻增幅;提高一致性,增加电池的循环寿命;提高活性物质与集流体的粘附力,降低极片制造成本;保护集流体不被电解液腐蚀;提高磷酸铁锂电池的高、低温性能,改善磷酸铁锂、钛酸锂材料的加工性能。建议参数对应涂覆的活性物质D50最好不大于4~5μm,压实密度不大于2.25g/cm,比表面积在13~18㎡/g范围内。注意事项存储要求:在温度为20±5℃、湿度为不超过50%的环境中,运输时须避免空气和水蒸气对铝箔的侵蚀;本产品分为A、B两款,各自的关键特性为:A款外观为黑色,常规涂层厚度为双面4~8μm,导电性能较更为突出;B款外观为淡灰色,常规涂层厚度为双面2~3μm,涂层区可做较少层的焊接,并可以涂布机识别跳间隙;B款(灰色)涂碳铝箔可以在涂层区直接做超声焊,只适合卷绕式电池焊接极耳(极片最多2-3层),但超声的功率、时间需做一些微调;碳层的散热性要比铝箔差些,故做涂布时需对带速与烘烤温度适当微调;本产品对锂电池与电容的综合性能有较可观的提升,但不可作为改变电池某方面性能的主要因素,如电池能量密度、高低温性能、高电压等等。
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2017-11
锂电保护原理简述
  (原创文章,版权归:东莞市金凤凰能源科技有限公司所有,侵权必究)  公司电话:0769-22229019网址:www.dgjfhdc.com  由于便携式设备已越来越普及,这类产品中有许多是采用锂离子电池供电,而由于锂离子电池的特性与其它可充电电池不同,自身不具有保护性,电池内部通常都带有一块电路板,本文将对锂离子电池的特点及其保护电路工作原理进行阐述。  锂电池分为一次电池和二次电池两类,目前在部分耗电量较低的便携式电子产品中主要使用不可充电的一次锂电池,而在笔记本电脑、手机、PDA、数码相机等耗电量较大的电子产品中则使用可充电的二次电池,即锂离子电池。  由于锂离子电池的化学特性,在正常使用过程中,其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应,但在某些条件下,如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后,会严重影响电池的性能与使用寿命,并可能产生大量气体,使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题,因此所有的锂离子电池都需要一个保护电路,用于对电池的充、放电状态进行有效监测,并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。  一、单节保护电路  下图为一个典型的单节锂离子电池保护电路原理图。  如上图所示,该保护回路由两个MOSFET(Q1包含两个MOSFET)和一个控制IC(IC1)外加一些阻容元件构成。控制IC负责监测电池电压与回路电流,并控制两个MOSFET的栅极,MOSFET在电路中起开关作用,分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断,单节保护IC早期的延时电容外置在保护IC外围电路,现在延时部分均内置在保护IC的内部,该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能,其工作原理分析如下:  1、正常状态  在正常状态下电路中IC1的“CO”(第3脚)与“DO”(第1脚)脚都输出高电压,两个MOSFET都处于导通状态,电池可以自由地进行充电和放电,由于  MOSFET的导通阻抗很小,通常小于30毫欧,因此其导通电阻对电路的性能影响很小。  此状态下保护电路的消耗电流为μA级,通常小于5μA。  2、过充电保护  锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压,在充电初期,为恒流充电,随着充电过程,电压会上升到4.2V(根据正极材料不同,有的电池要求恒压值为4.1V),转为恒压充电,直至电流越来越小。  电池在被充电过程中,如果充电器电路失去控制,会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电,此时电池电压仍会继续上升,当电池电压被充电至超过4.3V时,电池的化学副反应将加剧,会导致电池损坏或出现安全问题。  在带有保护电路的电池中,当控制IC检测到电池电压达到4.28V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其“CO”脚将由高电压转变为零电压,使V2由导通转为关断,从而切断了充电回路,使充电器无法再对电池进行充电,起到过充电保护作用。而此时由于V2自带的体二极管VD2的存在,电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。  在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断V2信号之间,还有一段延时时间,我们称为过充保护延时,时间由IC内部或外部延时电容决定,通常设为1秒左右,以避免因干扰而造成误判断。  3、过放电保护  电池在对外部负载放电过程中,其电压会随着放电过程逐渐降低,当电池电压降至2.5V时,其容量已被完全放光,此时如果让电池继续对负载放电,将造成电池的永久性损坏。  在电池放电过程中,当控制IC检测到电池电压低于2.3V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,从而切断了放电回路,使电池无法再对负载进行放电,起到过放电保护作用。而此时由于V1自带的体二极管VD1的存在,充电器可以通过该二极管对电池进行充电。  由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低,因此要求保护电路的消耗电流极小,此时控制IC会进入低功耗状态,整个保护电路耗电会小于0.1μA。  在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断V1信号之间,也有一段延时时间,该延时时间的长短由IC或外部延时电容决定,通常设为100毫秒左右,以避免因干扰而造成误判断。  4、过电流保护  由于锂离子电池的化学特性,电池生产厂家规定了其放电电流最大不能超过2C(C=电池容量/小时),当电池超过2C电流放电时,常规电池将会导致电池的永久性损坏或出现安全问题。  电池在对负载正常放电过程中,放电电流在经过串联的2个MOSFET时,由于MOSFET的导通阻抗,会在其两端产生一个电压,该电压值U=I*RDS*2,RDS为单个MOSFET导通阻抗,控制IC上的“V-”脚对该电压值进行检测,若负载因某种原因导致异常,使回路电流增大,当回路电流大到使U>0.15V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,从而切断了放电回路,使回路中电流为零,起到过电流保护作用。  在控制IC检测到过电流发生至发出关断V1信号之间,也有一段延时时间,该延时时间的长短由IC内部或外部延时电容决定,通常为13毫秒左右,以避免因干扰而造成误判断。  注:矿业用电池要小于10毫秒,因为接触时大电流产生的火花能致使瓦斯爆炸!  在上述控制过程中可知,其过电流检测值大小不仅取决于控制IC的控制值,还取决于MOSFET的导通阻抗,当MOSFET导通阻抗越大时,对同样的控制IC,其过电流保护值越小。  5、短路保护  电池在对负载放电过程中,若回路电流大到使U>0.9V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,控制IC则判断为负载短路,其“DO”脚将迅速由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,从而切断放电回路,起到短路保护作用。短路保护的延时时间极短,通常小于7微秒。其工作原理与过电流保护类似,只是判断方法不同,保护延时时间也不一样。  以上详细阐述了单节锂离子电池保护电路的工作原理,多节串联锂离子电池的保护原理与之类似,在此不再赘述,上面电路中所用的控制IC为日本理光公司的R5402系列,在实际的电池保护电路中,还有许多其它类型的控制IC,如日本精工的S-8241/8261/8211系列、日本MITSUMI的MM3177/3077系列、台湾富晶的FS312和DW01系列、台湾类比科技的AAT8632系列等等,其工作原理大同小异,只是在具体参数上有所差别,有些控制IC为了节省外围电路,将滤波电容和延时电容做到了芯片内部,其外围电路可以很少,如日本精工的S-8241系列。  除了控制IC外,电路中还有一个重要元件,就是MOSFET,它在电路中起着开关的作用,由于它直接串接在电池与外部负载之间,因此它的导通阻抗对电池的性能有影响,当选用的MOSFET较好时,其导通阻抗很小,电池包的内阻就小,带载能力也强,在放电时其消耗的电能也少。  随着科技的发展,便携式设备的体积越做越小,而随着这种趋势,对锂离子电池的保护电路体积的要求也越来越小,在这两年已出现了将控制IC和MOSFET整合成一颗保护IC的产品,有的厂家甚至将整个保护电路封装成一颗小尺寸的IC,如SEIKO\MITSUMI公司的产品。  6、关于PTC,其实PTC作为电池的第一个安全机构,当电池内的温度上升时,PTC的阻值随之上升,因而当电池内部的温度过高时,会自动切断阴极引线与阴极之间的电路。因为NI-MH电池一般在放电期间较为容易产生温度过高现象,所以NI-MH电池一定要用PTC来做保护,否则会引起其他危险情况!而现在我们所用的LI电池1C以下电流温度上升比较小,基本上不用PTC,但是有些高端客户会增加PTC,来增大电池的安全系数!  7、关于NTC,一般是配合充电器和用电设备,在检测电池温度过高是来关断回路!使整个回路不在工作。一般来讲充电时电池会较为容易产生温度升高,特别是大一点的电池,充电电流较大,还有加装加装外壳或其他腔体内部,容易积累热量,那么NTC就显的极为重要!  二、串并联的概念  1、串联的概念即是电压的累计,容量保持单体容量。  例如单体电芯为PL3834503.7V/1000mAh那么四节电芯串联电压表现出来就是4×3.7V=14.8V,而容量则保持不变为1000mAh整个电池表现为1000mAh/14.8V  2、并联的概念是容量的累计,而电压保持单体的电压  例如单体电芯为PL3834503.7V/1000mAh那么4节电芯并联起来表现出来的就是容量为4000mAh,电压表现出来的就是3.7V。整个电池表现为4000mAh/3.7V  3、装配短路注意事项  一般来讲并联的电池,电芯相互之间不存在短路的危险,但是多节电池装配时就会存在装配短路的问题!短路瞬间外表会体现打火花的现象,相互之间装配短路是由于不等位的电势差(也就是压差)造成的!这里导入一个电势差的概念,其实有电跟我们所说的电压大小是相对而言的!比如说4节电池现在每节电压为3.7V。那么V1为3.7V,V2为7.4V,V3为11.1V,V4为14.8V,但是相对电压就不一样了,V1相对于GND是3.7V,那么V4相对于V1则是11.1V,V3相对于V1是7.4V,V3相对于V2是3.7V,这些就是他们之间的相对电压。  串联连接时只能是按顺序连接,了解转接板或线路板上的相对电位点,不能混接造成有相对压差的点相连从而造成相互之间短路。  三、两节保护电路  保护原理跟单节的一样,增加了两节电芯中间点的采样,过流保护采样放电端MOSFET的阻值。  过充保护采样引脚电池正常工作时为关闭状态(外部表现低电平),过充状态工作时为打开状态(外部表现高电平)!  第五脚位为延时电容脚位!  四、三、四节保护电路  下图说明了各个脚位的定义:  1脚为过充电压控制脚  2、4、6、12、14、19为空脚,没有定义。  3脚为过流保护控制脚  5脚为放电保护控制脚  7为放电延时时间调解控制脚,通过调解外部电容来调解时间  8脚过流保护延时时间设定控制脚。通过调解外部电容来调解时间  9脚过充保护延时时间设定控制脚。通过调解外部电容来调解时间  10接地脚  11脚为三节四节保护电路调解点,当此脚接电芯串联最高点时为4节保护电路,当此脚接地时为3节电池保护电路  13脚放电控制开关脚,当此脚为低电平时IC的第五脚为低电平状态,电路正常充放电,当此脚为高电平时IC的第五脚为高电平状态,则电路不能放电。  15、16、17、18分别为四节电池的分别电位点  20脚为电源脚。
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2017-11
锂电池常见问题解答
  1、电池不能充电?  要首先确定是安装在设备上不能充电,还是单独用稳压电源不能给单独的电池充电;区别是比较大的,设备中内含充电线路还是用独立的充电器来充电也是有区别的。我们只认可用规定的电流电压在稳压电源上直接给电池不能充电的情况才能确认是电池不能充电;  2、电池不能放电?  同上原理,是电池对负载或者严格来说阻性负载不能放电还是设备不能工作,设备不能工作的原因是多种多样的,只有电池不在保护状态并带有一定的电量的情况下,单独对负载进行放电不能放电的情况才属于电池不能放电;  3、通信异常?  一般指带通信协议的电池,首先确定主机与电池的通信协议是否一致;协议一致时需要针对电池的数据接口连接是否正确;主机与电池分配的地址是否按照协议要求进行。
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2020-08
18650锂电池的优缺点
优点1、容量大18650锂电池的容量一般为1200mah~3600mah之间,而一般电池容量只有800mah左右,如果组合起来成18650锂电池组,那18650锂电池组是随随便便都可以突破5000mah的。2、寿命长18650锂电池的使用寿命很长,正常使用时循环寿命可达500次以上,是普通电池的两倍以上。3、安全性能高18650锂电池安全性能高,不爆炸,不燃烧;无毒,无污染,经过RoHS商标认证;各种安全性能一气呵成,循环次数大于500次;耐高温性能好,65度条件下放电效率达100%。为防止电池短路现象,18650锂电池的正负极是分开的。所以它发生短路现象的可能已经降到了极致。可以加装保护板,避免电池过充过放,这样还能延长了电池的使用寿命。4、电压高18650锂电池的电压一般都在3.6V、3.8V和4.2V,远高于镍镉和镍氢电池的1.2V电压。5、没有记忆效应在充电前不必将剩余电量放空,使用方便。6、内阻小:聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下,极大的减低了电池的自耗电,延长手机的待机时间,完全可以达到与国际接轨的水平。这种支持大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想选择,成为最有希望替代镍氢电池的产品。7、可串联或并联组合成18650锂电池组8、使用范围广笔记本电脑、对讲机、便携式DVD,仪器仪表、音响设备、航模、玩具、摄像机、数码照相机等电子设备缺点18650锂电池的最大的缺点就是他的体积已经固定好了,装在一些笔记本或是一些产品时候不是很好定位,当然这个缺点也可以说是优点,这是相对其他聚合物锂电池等锂电池的可定制和可变换大小来讲这就是一个缺点了。而相对于一些指定电池规格的产品来说又成了一个优势所在。18650锂电池容易发生短路或发生爆炸,也是相对于聚合物锂电池来说的,如果相对一般的电池,这一缺点就不是那么明显了。18650锂电池生产均需要有保护线路,防止电池被过分充量而导致放电。当然这个对于锂电池来说都是必须的,这也是锂电池的一个通弊,因为锂电池采用的材料基本都是钴酸锂材料,而钴酸锂材料的锂电池不能大电流放电,安全性较差。18650锂电池的生产条件要求高,相对于一般的电池生产,18650锂电池对生产条件要求很高,这无疑增加了生产成本。优点1、容量大18650锂电池的容量一般为1200mah~3600mah之间,而一般电池容量只有800mah左右,如果组合起18650锂电池18650锂电池来成18650锂电池组,那18650锂电池组是随随便便都可以突破5000mah的。2、寿命长18650锂电池的使用寿命很长,正常使用时循环寿命可达500次以上,是普通电池的两倍以上。3、安全性能高18650锂电池安全性能高,不爆炸,不燃烧;无毒,无污染,经过RoHS商标认证;各种安全性能一气呵成,循环次数大于500次;耐高温性能好,65度条件下放电效率达100%。为防止电池短路现象,18650锂电池的正负极是分开的。所以它发生短路现象的可能已经降到了极致。可以加装保护板,避免电池过充过放,这样还能延长了电池的使用寿命。4、电压高18650锂电池的电压一般都在3.6V、3.8V和4.2V,远高于镍镉和镍氢电池的1.2V电压。5、没有记忆效应在充电前不必将剩余电量放空,使用方便。6、内阻小:聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下,极大的减低了电池的自耗电,延长手机的待机时间,完全可以达到与国际接轨的水平。这种支持大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想选择,成为最有希望替代镍氢电池的产品。7、可串联或并联组合成18650锂电池组8、使用范围广笔记本电脑、对讲机、便携式DVD,仪器仪表、音响设备、航模、玩具、摄像机、数码照相机等电子设备缺点18650锂电池的最大的缺点就是他的体积已经固定好了,装在一些笔记本或是一些产品时候不是很好定位,当然这个缺点也可以说是优点,这是相对其他聚合物锂电池等锂电池的可定制和可变换大小来讲这就是一个缺点了。而相对于一些指定电池规格的产品来说又成了一个优势所在。18650锂电池容易发生短路或发生爆炸,也是相对于聚合物锂电池来说的,如果相对一般的电池,这一缺点就不是那么明显了。18650锂电池生产均需要有保护线路,防止电池被过分充量而导致放电。当然这个对于锂电池来说都是必须的,这也是锂电池的一个通弊,因为锂电池采用的材料基本都是钴酸锂材料,而钴酸锂材料的锂电池不能大电流放电,安全性较差。18650锂电池的生产条件要求高,相对于一般的电池生产,18650锂电池对生产条件要求很高,这无疑增加了生产成本。
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锂电保护原理简述
  (原创文章,版权归:东莞市金凤凰能源科技有限公司所有,侵权必究)  公司电话:0769-22229019网址:www.dgjfhdc.com  由于便携式设备已越来越普及,这类产品中有许多是采用锂离子电池供电,而由于锂离子电池的特性与其它可充电电池不同,自身不具有保护性,电池内部通常都带有一块电路板,本文将对锂离子电池的特点及其保护电路工作原理进行阐述。  锂电池分为一次电池和二次电池两类,目前在部分耗电量较低的便携式电子产品中主要使用不可充电的一次锂电池,而在笔记本电脑、手机、PDA、数码相机等耗电量较大的电子产品中则使用可充电的二次电池,即锂离子电池。  由于锂离子电池的化学特性,在正常使用过程中,其内部进行电能与化学能相互转化的化学正反应,但在某些条件下,如对其过充电、过放电和过电流将会导致电池内部发生化学副反应,该副反应加剧后,会严重影响电池的性能与使用寿命,并可能产生大量气体,使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题,因此所有的锂离子电池都需要一个保护电路,用于对电池的充、放电状态进行有效监测,并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。  一、单节保护电路  下图为一个典型的单节锂离子电池保护电路原理图。  如上图所示,该保护回路由两个MOSFET(Q1包含两个MOSFET)和一个控制IC(IC1)外加一些阻容元件构成。控制IC负责监测电池电压与回路电流,并控制两个MOSFET的栅极,MOSFET在电路中起开关作用,分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断,单节保护IC早期的延时电容外置在保护IC外围电路,现在延时部分均内置在保护IC的内部,该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能,其工作原理分析如下:  1、正常状态  在正常状态下电路中IC1的“CO”(第3脚)与“DO”(第1脚)脚都输出高电压,两个MOSFET都处于导通状态,电池可以自由地进行充电和放电,由于  MOSFET的导通阻抗很小,通常小于30毫欧,因此其导通电阻对电路的性能影响很小。  此状态下保护电路的消耗电流为μA级,通常小于5μA。  2、过充电保护  锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压,在充电初期,为恒流充电,随着充电过程,电压会上升到4.2V(根据正极材料不同,有的电池要求恒压值为4.1V),转为恒压充电,直至电流越来越小。  电池在被充电过程中,如果充电器电路失去控制,会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电,此时电池电压仍会继续上升,当电池电压被充电至超过4.3V时,电池的化学副反应将加剧,会导致电池损坏或出现安全问题。  在带有保护电路的电池中,当控制IC检测到电池电压达到4.28V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其“CO”脚将由高电压转变为零电压,使V2由导通转为关断,从而切断了充电回路,使充电器无法再对电池进行充电,起到过充电保护作用。而此时由于V2自带的体二极管VD2的存在,电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。  在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断V2信号之间,还有一段延时时间,我们称为过充保护延时,时间由IC内部或外部延时电容决定,通常设为1秒左右,以避免因干扰而造成误判断。  3、过放电保护  电池在对外部负载放电过程中,其电压会随着放电过程逐渐降低,当电池电压降至2.5V时,其容量已被完全放光,此时如果让电池继续对负载放电,将造成电池的永久性损坏。  在电池放电过程中,当控制IC检测到电池电压低于2.3V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,从而切断了放电回路,使电池无法再对负载进行放电,起到过放电保护作用。而此时由于V1自带的体二极管VD1的存在,充电器可以通过该二极管对电池进行充电。  由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低,因此要求保护电路的消耗电流极小,此时控制IC会进入低功耗状态,整个保护电路耗电会小于0.1μA。  在控制IC检测到电池电压低于2.3V至发出关断V1信号之间,也有一段延时时间,该延时时间的长短由IC或外部延时电容决定,通常设为100毫秒左右,以避免因干扰而造成误判断。  4、过电流保护  由于锂离子电池的化学特性,电池生产厂家规定了其放电电流最大不能超过2C(C=电池容量/小时),当电池超过2C电流放电时,常规电池将会导致电池的永久性损坏或出现安全问题。  电池在对负载正常放电过程中,放电电流在经过串联的2个MOSFET时,由于MOSFET的导通阻抗,会在其两端产生一个电压,该电压值U=I*RDS*2,RDS为单个MOSFET导通阻抗,控制IC上的“V-”脚对该电压值进行检测,若负载因某种原因导致异常,使回路电流增大,当回路电流大到使U>0.15V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,其“DO”脚将由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,从而切断了放电回路,使回路中电流为零,起到过电流保护作用。  在控制IC检测到过电流发生至发出关断V1信号之间,也有一段延时时间,该延时时间的长短由IC内部或外部延时电容决定,通常为13毫秒左右,以避免因干扰而造成误判断。  注:矿业用电池要小于10毫秒,因为接触时大电流产生的火花能致使瓦斯爆炸!  在上述控制过程中可知,其过电流检测值大小不仅取决于控制IC的控制值,还取决于MOSFET的导通阻抗,当MOSFET导通阻抗越大时,对同样的控制IC,其过电流保护值越小。  5、短路保护  电池在对负载放电过程中,若回路电流大到使U>0.9V(该值由控制IC决定,不同的IC有不同的值)时,控制IC则判断为负载短路,其“DO”脚将迅速由高电压转变为零电压,使V1由导通转为关断,从而切断放电回路,起到短路保护作用。短路保护的延时时间极短,通常小于7微秒。其工作原理与过电流保护类似,只是判断方法不同,保护延时时间也不一样。  以上详细阐述了单节锂离子电池保护电路的工作原理,多节串联锂离子电池的保护原理与之类似,在此不再赘述,上面电路中所用的控制IC为日本理光公司的R5402系列,在实际的电池保护电路中,还有许多其它类型的控制IC,如日本精工的S-8241/8261/8211系列、日本MITSUMI的MM3177/3077系列、台湾富晶的FS312和DW01系列、台湾类比科技的AAT8632系列等等,其工作原理大同小异,只是在具体参数上有所差别,有些控制IC为了节省外围电路,将滤波电容和延时电容做到了芯片内部,其外围电路可以很少,如日本精工的S-8241系列。  除了控制IC外,电路中还有一个重要元件,就是MOSFET,它在电路中起着开关的作用,由于它直接串接在电池与外部负载之间,因此它的导通阻抗对电池的性能有影响,当选用的MOSFET较好时,其导通阻抗很小,电池包的内阻就小,带载能力也强,在放电时其消耗的电能也少。  随着科技的发展,便携式设备的体积越做越小,而随着这种趋势,对锂离子电池的保护电路体积的要求也越来越小,在这两年已出现了将控制IC和MOSFET整合成一颗保护IC的产品,有的厂家甚至将整个保护电路封装成一颗小尺寸的IC,如SEIKO\MITSUMI公司的产品。  6、关于PTC,其实PTC作为电池的第一个安全机构,当电池内的温度上升时,PTC的阻值随之上升,因而当电池内部的温度过高时,会自动切断阴极引线与阴极之间的电路。因为NI-MH电池一般在放电期间较为容易产生温度过高现象,所以NI-MH电池一定要用PTC来做保护,否则会引起其他危险情况!而现在我们所用的LI电池1C以下电流温度上升比较小,基本上不用PTC,但是有些高端客户会增加PTC,来增大电池的安全系数!  7、关于NTC,一般是配合充电器和用电设备,在检测电池温度过高是来关断回路!使整个回路不在工作。一般来讲充电时电池会较为容易产生温度升高,特别是大一点的电池,充电电流较大,还有加装加装外壳或其他腔体内部,容易积累热量,那么NTC就显的极为重要!  二、串并联的概念  1、串联的概念即是电压的累计,容量保持单体容量。  例如单体电芯为PL3834503.7V/1000mAh那么四节电芯串联电压表现出来就是4×3.7V=14.8V,而容量则保持不变为1000mAh整个电池表现为1000mAh/14.8V  2、并联的概念是容量的累计,而电压保持单体的电压  例如单体电芯为PL3834503.7V/1000mAh那么4节电芯并联起来表现出来的就是容量为4000mAh,电压表现出来的就是3.7V。整个电池表现为4000mAh/3.7V  3、装配短路注意事项  一般来讲并联的电池,电芯相互之间不存在短路的危险,但是多节电池装配时就会存在装配短路的问题!短路瞬间外表会体现打火花的现象,相互之间装配短路是由于不等位的电势差(也就是压差)造成的!这里导入一个电势差的概念,其实有电跟我们所说的电压大小是相对而言的!比如说4节电池现在每节电压为3.7V。那么V1为3.7V,V2为7.4V,V3为11.1V,V4为14.8V,但是相对电压就不一样了,V1相对于GND是3.7V,那么V4相对于V1则是11.1V,V3相对于V1是7.4V,V3相对于V2是3.7V,这些就是他们之间的相对电压。  串联连接时只能是按顺序连接,了解转接板或线路板上的相对电位点,不能混接造成有相对压差的点相连从而造成相互之间短路。  三、两节保护电路  保护原理跟单节的一样,增加了两节电芯中间点的采样,过流保护采样放电端MOSFET的阻值。  过充保护采样引脚电池正常工作时为关闭状态(外部表现低电平),过充状态工作时为打开状态(外部表现高电平)!  第五脚位为延时电容脚位!  四、三、四节保护电路  下图说明了各个脚位的定义:  1脚为过充电压控制脚  2、4、6、12、14、19为空脚,没有定义。  3脚为过流保护控制脚  5脚为放电保护控制脚  7为放电延时时间调解控制脚,通过调解外部电容来调解时间  8脚过流保护延时时间设定控制脚。通过调解外部电容来调解时间  9脚过充保护延时时间设定控制脚。通过调解外部电容来调解时间  10接地脚  11脚为三节四节保护电路调解点,当此脚接电芯串联最高点时为4节保护电路,当此脚接地时为3节电池保护电路  13脚放电控制开关脚,当此脚为低电平时IC的第五脚为低电平状态,电路正常充放电,当此脚为高电平时IC的第五脚为高电平状态,则电路不能放电。  15、16、17、18分别为四节电池的分别电位点  20脚为电源脚。
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​如何了解锂电池厂家的电瓶保养?
一、锂电池厂家的电瓶保养有以下这几点:1、为减少蓄电池自放电,应保持蓄电池外表面清洁,干燥。2、按照厂家的说明定期检查电解液的液面高度,需要时补充蒸馏水到最大刻度。3、蓄电池应存放于高于-10℃且低于35℃的地方,至少每隔三月充电一次。4、如果车辆闲置两星期以上,建议将电瓶负极电缆断开或关闭蓄电池主开关;如果闲置两个月以上,则应拆下蓄电池。5、对于正常使用的车辆,应定期检查电瓶的电解液密度或开路电压,当电解液密度低于1.2g/ml或开路电压低于12.3V,蓄电池应重新充电至12.7V以上。 ​    东莞市金凤凰能源科技有限公司,以下简称金凤凰电池;金凤凰电池是一家集研发、设计、制造、销售和服务于一体的高新技术企业,拥有电芯研发、BMS研发、电池组研发等核心技术;具有16年的锂电池定制经验,并专注于高品质PACK的系统制造商。  金凤凰电池专注于锂电池模组的定制化开发,现有锂电池模组广泛应用于工业、仪器、军事、医疗、物流、交通、航模、无人机、储能系统等领域;公司产品具有集成创新、比能量高、绿色环保等特点;为定制化锂电池客户提供产品解决方案。  金凤凰电池为领跑行业及企业永续发展,组建了强大的研发队伍,并加强与有关科研院校密切合作,共建“技术研发中心”,吸收先进技术,优化生产流程,提升产品质量,打造金子品牌。金凤凰人团结奋进、不断进取,致力把锂电池模组定制化打造为优良产品。  金凤凰电池建立和完善产品质量控制体系,坚持以人为本,以科技创新为动力,以质量为生命,以市场为导向,坚持人性化的管理模式及“绿色、创新”的企业精神,实现质量与发展和谐共赢。  金凤凰电池位于中国制造业名城--广东东莞,交通便捷、周围四条主要高速公路环绕,交通极为便利。工厂距离距离深圳、广州机场均约1小时车程。为物流配送、业务拓展、信息交流、发展布局奠定了得天独厚的位置优势。  金凤凰电池以集成创新服务于锂电池定制化客户,并以此为目标与客户共谋发展;金凤凰人以激情与努力,期待与您携手共创美好未来!
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