CTM蓄电池锂离子电池充放电性能的检测与分析

ctm蓄电池锂离子电池充放电性能的检测与分析

近年来,我国新能源产业快速开展,如新能源轿车,因其长续航的需求对电池的容量及其安稳性提出了更高的要求。在实践运用中锂离子电池有两个重要参数:充放电时刻和电池寿数,充放电时刻和电池寿数成为电池质量的要害目标，怎么检测剖析和评价电池的充放电功能和电池寿数也是本文研讨的方向。

要害词：锂离子电池；充放电功能；检测；

前语：现在的许多数码设备都采用了锂离子电池作电源，虽然其价格相对来说比较贵重，但锂离子电池的能量密度很高，它的容量是同重量的镍氢电池的1.5~2倍，而且具有很低的自放电率。此外锂离子电池没有“记忆效应”以及不含有毒物质即节能又环保。

一、锂离子电池的作业原理

锂离子电池主要由正极和负极电极板和膜组成,其间正极电极活性物质通常是锂的阳极或锂的阴极,而负极电极活性物质通常在化学反应之后,能够在正极上形成。

影响其大电流充放电特性的因素主要与电极资料电池结构和电解质有关。研制促进锂离子电池快速分散的新型电极资料，合理的电池规划正密度极耳方位大小和数量导体含量，进步电池放电功能的要害。正极和负极之间的隔阂是一种特殊形成的高分子膜具有微孔结构,答应锂离子自由通过,但电子不能通过。当外接电源对电池进行充电时,外部电路对其做功,电能转化成化学能,含锂化合物的正极有锂离子生成,生成的锂离子通过电解液运动到负极。而作为负极的碳,呈层状结构,具有许多微孔,抵达负极的锂离子嵌入碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。锂离子电池在放电时，即在运用电池的进程便是放电的进程，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极，回到正极的锂离子越多，放电容量越高。而咱们常说的电池容量指的便是放电容量，它等于放电电流与放电时刻的乘积。在锂离子电池的充、放电进程中嵌入的锂离子越多电荷容量就越高。

二、锂离子电池充放电特性

锂离子电池一般采用恒流通恒压充电,充电从直流阶段开端电池电压较低,在此进程中充电电流安稳。跟着充电的持续电池的电压逐步增加到4.2V,此刻充电器应立即转化为恒压充电,充电电压动摇应控制在1%以内,充电电流逐步减少当电流下降到必定规模时,它进入注入充电阶段。三环是一种充电流又称充电修理,处于充电修理状态充电器具有必定的充电速度为电池持续充电,最终使电池处于足够状态。锂离子电池放电时放电电流不能太大,而造

成电池永久性的伤害，放电电流不能过大。电池电压也不能低于放电停止电压后，否则将持续放电，导致过度放电,这也会导致电池永久性损坏。在不同的放电速度下电池电压差别很大。放电越快,相应剩余容量下的电池电压就越低。在充电电流和放电电流0.05C时,3.9V以下的充电应充到84%的充电理论上在3.9V时充到84%的充电,但16%输出容量的放电曲线显示为3.9V,或84%的充电,略有差错；在0.5C的充放电电流下,低于3.9V的充电应充到71%,理论上在3.9V时充到71%,但在12%的输出容量下最终充电12%,差错约17%。说明在充放电进程中由于极化内阻的存在，充放电截止瞬间电压与实践电压（开路电压）间存在差错，且充放电电流越大，差错越大。根据上面这点，咱们知道一般来说电流越大，充电速度越快，但是电池也有内阻，电流过大，依据焦耳定律会引起电池发热，容易引起电池爆炸，电池上一般有维护电流约束限流过大。

三、锂离子电池充放电功能的检测

锂离子电池充电试验的重点是研讨电池在高温文低温下的充放电特性,包括充电后电池的激活时刻、电池的充电时刻、全电压充电电流,温度改变和充电电压。充电进程均从3V开端测验,直到电池充溢,充电模式采用恒流通恒压充电。以20W稳定功率给电池充电,测验电池在不同温度下作业的相关功能能够得出以下几个结论。1)当电池过放后,常温下的激活时刻最短,低温下的激活时刻最长。2)电池充溢时刻与温度呈反比这是由于电池内部的化学反应。高温时,电池内部化学反应速率加快缩短了充电时刻;低温时充电时刻大于常温文高温情况下的充电时刻,常温文高温下的充电时刻相差不大,这是由于低温下化学反应速率较低。3)高温下电池充溢后的电压仅为4.17V,这是由于电池充放电的进程实践是化学可逆反应,温度较高时,破坏了化学反应动态平衡。高温下恒压阶段的截止充电电流较大,这均能够由可逆化学反应来解释。化学反应进程中温度的影响较大,因而,低温下的涓流充电时刻长于常温文高温充电时刻。进而以45W稳定功率对电池进行充放电测验,相比于20W功率,过放后激活时刻、电池充溢时刻、涓流时刻均有缩短。而截止电流略大规则一致。

在现实生活中电池主要由负载驱动,负载的能量需求和用户的习气会影响电池的运用寿数。放电电流不能过大,会导致电池内部呈现永久性危害;不能过度放电锂离子电池内部存储电能是靠可逆的化学改变实现的,过度放电会导致这种化学改变不可逆。在试验进程中,开发了4种总放电时刻为12h的放电模型,对模型的放电功率和电池寿数进行了研讨,在4个独立的重复理论试验中进行了放电功率计算,测验模型理论放电功率为1550mAh,测验模型的理论放电功率为6550mAh而测验模型的理论放电功率为10550mAh。然而,上述分解曲线有以下缺陷。放电电流改变,在大电流时从1000mA到500mA或从500mA到50mA时,电池的内部化学反应是可逆的,而且进程不是过渡性的因而理论和实践测验都有差错。关于不知道的电池特性,需要优化放电时刻即现有放电电流应与时刻相匹配。根据这两个缺陷,试验建立了1分钟的放电电流通换缓冲时刻,逐步减小到5mA坚持电池内部化学可逆反应的缓冲时刻,每次放电电流坚持时刻为1h可满足市场上大多数电子产品的需求。在这项作业中别离进行了电池充电和放电的理论和试验测验。

从温度视点对锂离子电池充电进程中的功能参数进行了很多的系统研讨,结果表明,蓄电池充电后,室温下的活化时刻最短,最低温度最长蓄电池充电时刻与温度成正比,低温下充电时刻最长,恒温下充电时刻与放电时刻对应。锂离子电池的温度对锂离子电池的功能有很大的影响。跟着温度的升高,锂离子电池的活性增加能够改进充放电电压,进步效率和容量,但如果锂离子电池的温度过高,锂离子电池的功能就会下降乃至爆炸。放电电流的突变性,从大电流1000mA切换到500mA或许从500mA切换到50mA,电池内部化学反应均为可逆反应,其进程不是瞬态进行,因而理论与实践测验存在差错。关于不知道电池的特性,需要对放电时刻进行优化,即现有的放电电流需与时刻相互匹配。在此次测验试验中,将电池实践放电容量下降至标称容量的80%时定义为阈值电量。在25℃下,定义电池实践放电容量下降到阈值电流时的充放电次数为电池寿数,其间充放电为一次循环。锂离子电池的能量将是有利的,并研讨了不同温度下电池充电的截止电压为5C,截止电压为4.17V,在室温约94.5%,低于5.5%放电元件理论上规划了放电有助于维护电池内部化学结构,电池运用寿数最佳。