铝壳锂电池知识

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1、铝壳锂电池基础知识1. 什么叫电池？电池(Batteries)是一种能量转化与储存的装置，它通过反应将化学能或物理能 转化为电能。电池即一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组 成正负极，两电极浸泡在能提供离子传导作用的电解质中，当连接在某一外部负 载上时，能通过转换其内部的化学能来提供电能。2. 镍镉电池的电化学原理是什么?镍镉电池采用Ni(OH)2作为正极，CdO作为负极，碱液(主要为KOH)作为电 解液，镍镉电池充电时，正极发生如下反应Ni(OH)2 + OH- NiOOH + H2O+ e负极发生的反应：Cd(OH)2 + 2e Cd + 2OH- 总反应为：2Ni(OH)

2、2 + Cd(OH)2 2NiOOH+ Cd+ 2H2O 放电时，反应逆向进行NiOOH + H2O +Cd Ni(OH)2 + Cd(OH)2Cd + 2OH- + 2e Cd(OH)2充电时，随着NiOOH的增大，Ni(OH)2的减小，正极的电势逐渐上升，而随着 Cd的增多，Cd(OH)2的减小，负极的电势逐渐降低，当电池充满电时，正极、 负极电位均达到一个平衡值，二者电势之差即为电池之充电电压。3. 镍氢电池的电化学原理是什么？镍氢电池采用与镍镉电池相同的Ni的氢氧化物作为正极，储氢合金粉作为负极, 碱液(主要为KOH)作为电解液， 镍氢电池充电时，正极发生反应如下：Ni(OH)2 -e

3、 + OH- NiOOH + H2O负极反应：M + 2H2O MH + 2OH 总反应为： Ni(OH)2 +M NiOOH+ MH 放电时，正极： NiOOH + H2O + e Ni(OH)2 + OH- 负极： MH + 2OH- M + 2H2O +2e4. 锂离子电池的电化学原理是什么？锂离子电池正极主要成分为LiCoO2，,负极主要为C。充电时正极反应： LiCoO Li CoO + xLi+ + xe-2 1-x 2负极反应： C + xLi+ + xe- CLix电池总反应： LiCoO2 + C Li1-xCoO2 + CLix1-x 2 放电时发生上述反应的逆反应。5电池

4、的主要结构组成是什么?电池的主要组成部分为：正极片、负极片、隔膜、盖帽、外壳、绝缘层。6. 手机锂电池由哪些部分组成及各部分的功能是什么?手机锂电池主要由塑胶壳，上下盖，锂电芯，保护线路板(PCB)和可恢复保险丝 polyswitch 组成，有的厂家还配置了 NTC 识别电阻或震动马达或充电电路等元 件。各部分功能如下： 锂电芯：提供可充放电源。保护线路板：防止电池过充、过放、短路。可恢复保险丝(PTC):正温度系数热敏电阻起到高温保护作用，同时又是保护线 路板失效后的二重保护。可恢复保险丝(NTC):负热敏电阻，感应电池内部温度，起到低温保护作用。 识别电阻：识别原装电池，非原装电池不能使用

5、。7. 二次电池性能主要包括哪些方面?主要包括电压、内阻、容量、内压、自放电率、循环寿命、密封性能、安全性能、 储存性能、外观等，其它还有过充、过放、可焊性、耐腐蚀性等。8. 电池的可靠性测试项目有哪些？1. 循环寿命2. 不同倍率放电特性3. 不同温度放电特性4. 充电特性5. 自放电特性6. 不同温度自放电特性7. 存贮特性8. 过放电特性9. 不同温度内阻特性10. 高温测试11. 温度循环测试12. 跌落测试13. 振动测试14. 容量分布测试15. 内阻分布测试16. 静态放电测试 ESD9. 电池的安全性测试项目有哪些?1. 内部短路测试2. 持续充电测试3. 过充电4. 大电流充

6、电5. 强迫放电6. 坠落测试7. 从高处坠落测试8. 穿透实验9. 平面压碎实验10. 切割实验11. 低气压内搁置测试12. 热虐实验13. 浸水实验14. 灼烧实验15. 高压实验16. 烘烤实验17. 电子炉实验10. 什么是电池的额定容量?指在一定放电条件下,电池放电至截止电压时放出的电量。IEC标准规定镍镉和镍氢电池在20土 5C环境下，以0.1C充电16小时后，以0.2C 放电至1.0V时所放出的电量为电池的额定容量，以C5表示；而对于锂离子电池,则规定在常温，恒流(1C)恒压(4.2V)控制的充电条件下，充电3 h, 再以 0.2C 放电至 2.75V 时，所放出的电量为其额定

7、容量。电池容量的单位有 Ah，mAh(1Ah=1000mAh).11. 什么是电池的标称电压开路电压中点电压终止电压?电池的标称电压指的是在正常工作过程中表现出来的电压，镍镉镍氢电池标称电 压为1.2V；锂离子电池标称电压为3.6V。开路电压指在外电路断开时，电池两极间的电位差； 终点电压指电池放电实验中，规定的结束放电的截止电压；中点电压指放到 50%容量时电池的电压，主要用来衡量大电流放电系列电池高倍 率放电能力，是电池的一个重要指标。12. 电池常见的充电方式有哪几种 ?镍镉和镍氢电池的充电方式为恒流充电： 恒流充电:整个充电过程个中充电电流为一定值，这种方法最常见。锂离子电池的充电方式

8、：恒流恒压充电：电池首先以恒流充电CC,当电池电压升高至一定值时，电压保 持不变CV,电路中电流降至很小，最终趋于0。13. 什么是电池的标准充放电？IEC 国际标准规定的镍镉和镍氢电池的标准充放电为：首先将电池以0.2C放电至1.0V/支，然后以0.1C充电16小时，搁置1小时后， 以0.2C放至1.0V/支，即为电池标准充放电。14. 什么是二次电池的自放电不同类型电池的自放电率是多少？自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池储存的电量在一定环境条 件下的保持能力。一般而言，自放电主要受制造工艺，材料，储存条件的影响自 放电是衡量电池性能的主要参数之一。一般而言，电池储存温度越低，

9、自放电率 也越低，但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用， BYD 常 规电池要求储存温度范围为-2045。电池充满电开路搁置一段时间后，一定程度 的自放电属于正常现象。 IEC 标准规定镍镉及镍氢电池充满电后，在温度为 205BC，湿度为6520%条件下，开路搁置28天，0.2C放电时间分别大于3 小时和3小时15分即为达标。与其它充电电池系统相比，含有机液体电解液的锂离子电池的自放电率明显要低，在25C下大约为10%/月。15. 什么是电池的内阻怎样测量?电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交 流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时

10、由于电极容量极化,产 生极化内阻 ,故无法测出其真实值 ,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响 ,得出 真实的内值.交流内阻测试方法为 :利用电池等效于一个有源电阻的特点 ,给电池一个 1000HZ,50mA 的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量 其阻值.16. 充电态内阻与放电态内阻有何不同?充电态内阻指电池 100%充满电时的内阻,放 电态内阻指电池充分放电时后的内 阻.一般说来,放电态内阻不太稳定,且偏大,充电态内阻较小,阻值也较为稳定.在电 池的使用过程中,只有充电态内阻具有实际意义 ,在电池使用的后期,由于电解液 的枯竭以及内部化学物质活性的降低,电池内阻会有不同

11、程度的升高.17.什么是IEC标准循环寿命测试?IEC 规定镍镉和镍氢电池标准循环寿命测试为:电池以0.2C放至1.0V/支后1. 以0.1C充电16小时，再以0.2C放电2小时30分（一个循环）.2. 0.25C充电3小时10分，以0.25C放电2小时20分（2-48个循环）.3. 0.25C充电3小时10分，以0.25C放至1.0V（第 49循环）4. 0.1C充电16小时，搁置1小时,0.2C放电至1.0V（第 50个循环），对镍氢电池重复1-4共500个循环后，其0.2C放电时间应大于3小时；对镍镉电池重复1-4共500个循环后，其0.2C放电时间应大于3小时。一般采用1C循环寿命测试

12、方法：即额定放电后，将电池以1C充电72分钟，采用 -V=10mV/支控制充电终点，1C放电至1.0V后反复循环300次后容量应在初容 量的 80%以上。IEC 规定锂离子电池标准循环寿命测试为:电池以0.2C放至3.0V/支后1C恒流恒压充电到4.2V截止电流10mA,搁置1小时，再以0.2C放电至3.0V（一 个循环）反复循环 500 次后容量应在初容量的 80%以上18. 什么是标准荷电保持测试?IEC 规定镍镉和镍氢电池的标准荷电保持测试为:电池以0.2C放至1.0/支后，以0.1C充电16小时，在温度为205C，相对湿度 为6520%条件下储存28天后，再以0.2C放电至1.0V,镍

13、镉电池放电时间应不 小于3h15m,而镍氢电池应大于3小时.国家标准规定锂电池的标准荷电保持测试为（IEC无相关标准）.电池以0.2C放至3.0/支后，以1C恒流恒压充电到4.2V,截止电流10mA，在温度为 205C下储存28天后，再以0.2C放电至2.75V。计算放电容量，再与电池标 称容量相比，应不小于初始容量的 85%.。19. 环境温度对电池性能有何影响？在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大，在电极 /电解液界面 上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。如果温 度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的 功率输出也会下

14、降。如果温度上升则相反，即电池输出功率会上升，温度也影响 电解液的传送速度，温度上升则传输速度加快，传送温度下降，传送减慢，电池 充放电性能也会受到影响。但温度太高，超过45 C，会破坏电池内的化学平衡， 导致副反应。镍镉镍氢电池的放电效率在低温会有显著的降低（如低于-15C），而在-20C 时，碱液达到起凝固点，电池充电速度也将大大降低。在低温充电低于0C时会 增大电池内压并可能致时安全阀开启。为了有效充电，环境温度范围应在15-30C 之间，一般充电效率会随温度的升高而升高，但当温度升到45C以上，高温下充电电池材料的性能会退化，电池的循环寿命也将大大缩短。20. 充电的控制方法有哪些？为

15、了防止电池过充，需要对充电终点进行控制，当电池充满时，会有一些特别的 信息可利用来判断充电是否达到终点。一般有以下六种方法来防止电池被过充：1。峰值电压控制：通过检测电池的峰值电压来判断充电的终点；2。dT/dt 控制：通过检测电池峰值温度变化率来判断充电的终点；3。T 控制：电池充满电时温度与环境温度之差会达到最大；4。-AV控制：当电池充满电达到一峰值电压后,电压会下降一定的值5。计时控制：通过设置一定的充电时间来控制充电终点,一般设定要充进 130% 标称容量所需的时间来控制;6。TCO 控制：考虑电池的安全和特性应当避免高温（高温电池除外）充电,因此当电池温度升高60时应当停止充电。21. 什么是过充电，对电池性能有何影响？过充电是指电池经一定充电过程充满电后，再继续充电的行为，对 Ni-Cd 电池，过充电产生如下反应：正极： 4OH-+ 4e2H2O + O2负极： 2Cd + O2 2CdO由于在设计时，负极容量比正极容量要高，因此，正极产生的氧气透过隔膜纸 与负极产生的镉复合。故一般情况下，电池的内压不会有明显升高，但如果充电 电流过大，或充电时间过长，产生的氧气