鋁殼電池是目前電動汽車常用的電池種類之一,正在被越來越多地新能源汽車所使用。雖然,鋰離子電池在能量密度方面根本無法與汽油相比,然而其他的電池技術想要達到鋁殼電池的水平還異常困難。鋰離子電池從能量密度和使用壽命這兩點上,是其他電池無法替代的。從鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、再到鋰離子電池,能量密度一直在不斷的提升。目前,主流電動汽車配備的鋰電池主要包括磷酸鐵鋰電池及三元鋰電池兩種。相比磷酸鐵鋰電池,三元鋰電池與在重量能量密度上要高出許多,
容量衰減失效:“標準循環壽命測試時,循環次數達到500次時放電容量應不低于初始容量的90%。或者循環次數達到1000次時放電容量不應低于初始容量的80%”,容量衰減失效的根源在于材料的失效,同時與電池制造工藝、使用環境等客觀因素有緊密聯系。正極材料的結構失效:正極材料結構失效包括正極材料顆粒破碎、不可逆相轉變、材料無序化等。LiMn2O4在充放電過程中會因Jahn-Teller效應導致結構發生畸變,甚至會發生顆粒破碎,造成顆粒之間的電接觸失效。
鋰,原子序數3,原子量6.941,是最輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓,科學家們發明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結構,形成了納米等級的細小儲存格子,可用來儲存鋰原子。這樣一來,即使是電池外殼破裂,氧氣進入,也會因氧分子太大,進不了這些細小的儲存格,使得鋰原子不會與氧氣接觸而避免爆炸。的這種原理,使得 人們在獲得它高容量密度的同時,也達到安全的目的。充電時,正極的鋰原子會喪失電子,氧化為鋰離子。
主要由塑膠殼上下蓋、鋰電芯、保護線路板(PCB)和可恢復保險絲(polyswitch)組成。有的廠家還配置了NTC、識別電阻、震動馬達或充電電路等元件。其優點有:比能量高。具有高儲存能量密度,目前已達到460-600Wh/kg,是鉛酸電池的約6-7倍;使用壽命長,使用壽命可達到6年以上,磷酸亞鐵鋰為正極的電池用1CDOD充放,有可以使用10,000次的記錄;額定電壓高(單體工作電壓為3.7V或3.2V),約等于3只鎳鎘或鎳氫充電的串聯電壓,便于組成電池電源組;
并聯的目的是為了增加容量,因此,并聯充電也與單節鋰電池相比具有不同的設計特點,主要體現在充電電流設計與并聯電池的一致性上。并聯鋰電池的特點是:電壓不變,電池容量相加,內阻減小,可供電時間延長。并聯充電的核心內容是并聯電流的大小及其作用。根據并聯理論,干路電流等于各支路電流之和,因此,已經組合為電池組的n節并聯鋰電池要達到與單節電池相同的充電效率,充電電流應為n個鋰電池電流之和,在歐姆定律:I=U/R的公式下,這個設計是合理的。
的內阻是指電流通過內部時受到的阻力。它包括歐姆內阻和極化內阻,極化內阻又包括電化學極化內阻和濃差極化內阻。由于內阻的存在,電池的工作電壓總是小于電池的電動勢或開路電壓。電池的內阻不是常數,在充放電過程中隨時間不斷變化(逐漸變大),這是因為活性物質的組成,電解液的濃度和溫度都在不斷的改變。歐姆內阻遵守歐姆定律,極化內阻隨電流密度增加而增大,但不是線性關系。常隨電流密度增大而增加。
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