铝壳锂电池知识

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1、For personal use only in study and research; not for commercial use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(O

2、H)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 + 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

3、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 + 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+ +

4、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

5、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。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

6、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

7、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

8、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：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

9、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，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 20 5BC，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

10、. 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

11、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

12、.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

13、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

14、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

15、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： 4O