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低溫關(guān)于鋰離子電池有什么影響?鋰離子電池的日常養(yǎng)護(hù)介紹

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2021年04月21日  

鋰離子電池容量的單位一般為mAh(毫安時(shí))或Ah(安時(shí)),在使用時(shí)又有額定容量和實(shí)際容量的差別。能量密度,指的是單位體積或單位重量的電池,能夠存儲(chǔ)和釋放的電量,其單位有兩種:Wh/kg,Wh/L,分別代表重量比能量和體積比能量。在應(yīng)用的時(shí)候,能量密度這個(gè)指標(biāo)比容量更具有指標(biāo)意義。容量不夠,做大一點(diǎn)即可,而能量密度的提高則要技術(shù)的進(jìn)步。


鋰離子電池的發(fā)展在經(jīng)歷一個(gè)快速期后,近些年進(jìn)入一個(gè)緩慢上升期。例如三星每年平均提高6.5%的能量密度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的摩爾定律:


鋰離子電池能量密度很大,而手機(jī)的電池又是里面能量密度最大的類型Li-Cobalt:


鋰離子電池的使用條件


如此高能量密度的鋰離子電池,它的使用要非常小心。稍有不慎,輕則影響壽命,重則可能爆炸起火,例如三星的電池門。在所有的使用條件中,電壓和溫度是兩個(gè)最重要的相關(guān)條件,如下圖:


橫軸是電壓,縱軸是溫度,可以看到在這個(gè)象限中,大片標(biāo)明了各種可怕后果的紅色不宜警告中,只有中間短短一小塊安全區(qū)域。它才是鋰離子電池的舒適區(qū),脫離它都會(huì)造成風(fēng)險(xiǎn):


高電壓和低電壓:


鋰離子電池的電壓,有開路電壓和工作電壓,這里不再細(xì)述。開路電壓通常被含義為3.7V,但是全新的電池充飽后,能夠達(dá)到4.2V;鋰離子電池在達(dá)到3.4V后就可以說沒電了,實(shí)際上3.0V才真正被稱作完全沒電。鋰離子電池的放點(diǎn)曲線圖:


高于4.2V和低于3.4V都會(huì)對(duì)鋰離子電池壽命出現(xiàn)影響。高于4.2V被稱為過充,會(huì)對(duì)電池壽命出現(xiàn)不可逆影響,嚴(yán)重的會(huì)造成thermalrunaway(熱失控),可能引起漲泡、漏液、起火爆炸等。


鋰離子電池的壽命分為循環(huán)壽命和日歷壽命兩個(gè)參數(shù)。日歷壽命運(yùn)算復(fù)雜和應(yīng)用場(chǎng)景關(guān)聯(lián)緊密,故一般使用循環(huán)壽命(CycleLife),以次數(shù)為單位,表征電池可以循環(huán)充放電的次數(shù)。現(xiàn)在一般的電池循環(huán)壽命是數(shù)百次不等。國(guó)標(biāo)300次。


低于2.0V被成為過放,會(huì)嚴(yán)重影響電池壽命。


低溫度:


高溫和低溫都會(huì)影響電池壽命,如圖:


低溫造成電池單元Cell電解液凝滯內(nèi)阻降低,并可能在陰極形成鋰凝結(jié),不可逆的影響電池壽命。高溫則可能引發(fā)爆炸等thermalrunaway。十分危險(xiǎn)。


低溫造成的影響


低溫會(huì)讓充電困難和危險(xiǎn),故充電要遵照J(rèn)EITA:


同時(shí)低溫下放電十分迅速:


鋰離子電池的保護(hù)


所有的鋰離子電池都帶有自我保護(hù)電路。一個(gè)最簡(jiǎn)單的保護(hù)電路至少要包含以下這些要素:


ProtectionIC:帶有雙向充電和放電保護(hù),在過充或者過放時(shí)斷開電路,以策安全。


Fuse:在緊急時(shí)刻熔斷電流,是最后一道保險(xiǎn)。


結(jié)論


低溫下使用鋰離子電池,無論充電或者放電都性能不佳,而且有可能對(duì)壽命造成影響,還是應(yīng)該防止。下面是一些鋰離子電池使用中的大眾說法,我們來一一鑒別一下:


1.第一次使用要滿充滿放三次,已激活鋰離子電池。錯(cuò)誤,鋰離子電池沒有記憶效應(yīng),不要激活。


2.最好用完光再充電。錯(cuò)誤,循環(huán)壽命并不是庸俗的充電次數(shù),而是一次整體Cycle,即將電池電量用光然后再充滿的過程,而不是插上充電器再拔掉就算1次。可以隨用隨充。假如用光再?zèng)_,放置過久還可能導(dǎo)致過放,影響電池壽命。


3.不要一直充電,沖好了就拔下來。小部分正確,大部分錯(cuò)誤。一般的手機(jī)在充電時(shí)并不是簡(jiǎn)單的恒定電壓充電,而是為了延長(zhǎng)電池壽命,有優(yōu)化的充電算法,包括CC,CV和MC等等。在判斷沖飽后并不會(huì)一直不停地沖,完全不用擔(dān)心,可以一直插著電源用。部分山寨和低價(jià)設(shè)備由于缺少充電管理設(shè)備,建議充好即止。


4.閑置手機(jī)要及時(shí)充電。正確。鋰離子電池放置不用,電力也會(huì)悄悄流逝,在低于2.0V后會(huì)過放,嚴(yán)重影響電池壽命。最好按時(shí)充電。


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