鋰聚合物電池的全面指南
鋰聚合物電池的廣泛應(yīng)用,也使之在電池界的地位逐漸提高。本文將根據(jù)鋰聚合物電池的歷史、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)、鋰離子和鋰聚合物電池的區(qū)別、鋰電池和鎳氫電池的區(qū)別、鋰聚合物電池的一般術(shù)語(yǔ)、充放電、常見(jiàn)注意事項(xiàng)、處置措施等,為您詳細(xì)介紹鋰聚合物電池。以下是鋰聚合物電池的全面指南。
鋰聚合物電池(俗稱LiPo電池)采用鋰離子技術(shù)代替通常使用的液體電解質(zhì)。這些類型的電池是可充電的,從而為用戶節(jié)省了大量成本。
此類電池專門用于以重量為關(guān)鍵特征的產(chǎn)品和設(shè)備,例如已經(jīng)考慮重量的產(chǎn)品和設(shè)備。例如,消費(fèi)者更喜歡輕便的手機(jī),所以移動(dòng)公司必須使用不會(huì)增加手機(jī)重量的電池。
那么,這些電池有什么大不了的呢?
我會(huì)解釋。這些電池由于具有較長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間和高功率,近年來(lái)越來(lái)越受到人們的歡迎,因此,了解它們的每一個(gè)細(xì)節(jié)都至關(guān)重要。
一、鋰聚合物電池的歷史
電池是最早的實(shí)用發(fā)電方式,由亞歷山德羅·沃爾塔(Alessandro Volta)發(fā)明。在發(fā)電機(jī)出現(xiàn)之前,電池一直是19世紀(jì)末的主要電力來(lái)源。
每年,電池技術(shù)都會(huì)有一定的進(jìn)步,這確保了未來(lái)會(huì)有特殊的發(fā)展。許多科學(xué)家和工程師開(kāi)發(fā)了幾種重要的商業(yè)電池,其中之一是濕電池,它們已在電報(bào)和電話系統(tǒng)中大量使用。
電池是最早的實(shí)用發(fā)電方式,由亞歷山德羅·沃爾塔(Alessandro Volta)發(fā)明。直到發(fā)電機(jī)出現(xiàn)之前,電池一直是主要的電力來(lái)源。古代電動(dòng)汽車也使用半密封的濕電池。電池的這種背景是鋰聚合物電池發(fā)展的關(guān)鍵。鋰聚合物電池的發(fā)現(xiàn)源于1980年代鋰離子和鋰金屬電池的發(fā)展。一個(gè)重要但又非凡的里程碑是1991年,索尼推出了首個(gè)商用鋰離子電池。此后發(fā)生了一場(chǎng)革命,推出了名為“ 鋰聚合物”的袋裝電池。
二、鋰聚合物電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
鋰聚合物電池是圓柱形和矩形結(jié)構(gòu)的組合。內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈螺旋形限制,通過(guò)在兩者之間放置一個(gè)簡(jiǎn)潔且高度多孔的聚乙烯層,有助于在電池的陽(yáng)極和陰極之間建立分隔。
同樣,如前所述,鋰聚合物電池的工作原理是使用液體電解質(zhì)溶液,因此電池的一部分充滿了有機(jī)液體電解質(zhì)溶液。另外,為了保護(hù)電池免受短路或爆炸等空前事件的影響,還安裝了安全閥和PTC組件。
然后,將電池串聯(lián)或并聯(lián)安裝。電池?cái)?shù)量根據(jù)電池的總電壓要求而變化。一個(gè)電池的電壓為3.6V,電池的總電壓為已安裝電池的電壓之和。
三、鋰聚合物電池的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
這些電池的使用為制造商提供了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。因?yàn)檫@些電池不僅重量輕,而且重量輕,所以可以按任何形狀和大小生產(chǎn)。
但是,請(qǐng)記住,此處的結(jié)果是,它們的自放電率(如其耗盡率)與使用量無(wú)關(guān),也相當(dāng)?shù)?,每月約5%。
缺點(diǎn)
它們的總壽命相對(duì)較短(大約500-800個(gè)充電周期),尤其是在高要求的應(yīng)用中使用時(shí),即高放電脂電池(250-500個(gè)充電周期)。
另外,由于涉及的化學(xué)過(guò)程復(fù)雜且敏感得多,因此這些電池在其整個(gè)使用壽命期間進(jìn)行存儲(chǔ),充電和放電時(shí)需要特別注意。
退一步說(shuō),如果好,適當(dāng)?shù)恼疹櫴遣槐徊捎?,那么鋰聚合物電池可能?huì)導(dǎo)致爆炸也。同樣由于安全問(wèn)題,運(yùn)輸公司將它們歸類為危險(xiǎn)貨物,這使得其運(yùn)輸昂貴且困難。
而且,與其他NiCad和NiMH電池相比,它們非常昂貴。
四、鋰離子和鋰聚合物(LiPo)電池之間的區(qū)別
基于攜帶電解質(zhì)材料的離子的成分,鋰電池可分為鋰離子和鋰聚合物。以下是兩者之間的區(qū)別點(diǎn):
1.鋰離子電池使用液體電解質(zhì),而鋰聚合物電池則使用固態(tài)凝膠,如聚合物來(lái)代替電解質(zhì)。
2.鋰離子電池由于能量密度較高而相對(duì)便宜。
3.鋰聚合物電池更安全,重量更輕。
4.與鋰離子電池相比,鋰聚合物電池可充電,并且一旦充電就具有更長(zhǎng)的使用壽命,即使不使用鋰離子電池也往往會(huì)失去電荷。
五、鋰電池和鎳氫電池之間的區(qū)別
鋰聚合物和NiMH電池之間的主要區(qū)別在于:
1.兩種電池的化學(xué)性質(zhì)和組成。一方面,鎳金屬混合動(dòng)力(NiMH)電池使用基于鎳的技術(shù),另一方面,鋰聚合物電池使用鋰技術(shù)。
2.如上所述,電池的電壓和容量取決于電池的電壓和容量,而電池的電壓和容量又由在電池組內(nèi)部串聯(lián)或并聯(lián)的電池單元確定。
因此,基本上,這兩種特性的容量和電壓均不同,最終導(dǎo)致其特性和用途之間的差異。
與鋰聚合物電池相比,NiMH電池相對(duì)更易于使用。這主要是因?yàn)樗鼈兊某潆娖骱芎?jiǎn)單,并且以簡(jiǎn)單的原則工作,在使用電池之前,應(yīng)將電池充滿電;同樣,在充電之前,應(yīng)將電池完全放電。
另一方面,鋰聚合物電池不會(huì)遵循這種現(xiàn)象。在投入使用之前,不應(yīng)將它們充滿電。相反,它們的充電水平必須保持在50-70%左右的穩(wěn)定水平。充電應(yīng)由平衡充電支持;僅在兼容鋰聚合物的充電器中具有的功能。
NiMH電池可以使用任何充電器充電,而鋰聚合物電池只能由兼容鋰聚合物的充電器充電。而且,與鋰聚合物相比,NiMH電池的存儲(chǔ)和維護(hù)更加容易,因?yàn)殇嚲酆衔飸?yīng)該在室溫下專門存儲(chǔ)在安全的袋子中,以防止發(fā)生任何意外事故。
六、有關(guān)鋰聚合物電池的一般知識(shí)
C等級(jí)
就像幾乎所有產(chǎn)品,每個(gè)設(shè)備,每個(gè)產(chǎn)品和每個(gè)過(guò)程都有一個(gè)分級(jí)或分級(jí)系統(tǒng)一樣,也使用評(píng)級(jí)系統(tǒng)對(duì)電池進(jìn)行評(píng)級(jí)。
事實(shí)是,需要這樣的評(píng)級(jí)系統(tǒng)來(lái)指導(dǎo)我們根據(jù)我們的特定需求和電池?fù)碛械膶傩赃x擇最合適的電池組。
對(duì)于鋰聚合物電池,在決定是否購(gòu)買之前,首先需要檢查以下額定值:
放電(C)等級(jí)
這是所有評(píng)級(jí)中最復(fù)雜的術(shù)語(yǔ)。
放電率是允許用戶確定電池在不遭受損壞的情況下可以連續(xù)輸出多少安培的值,因此它也是電池可以安全放電的速率的度量。損壞電池。
許多無(wú)線電控制應(yīng)用都要求高安培數(shù),這使其成為了解電池放電速率以確保車輛整體性能的關(guān)鍵因素。
使得此問(wèn)題變得復(fù)雜的是,這不是像下面兩個(gè)那樣的獨(dú)立數(shù)字。相反,它是一個(gè)計(jì)算得出的數(shù)字,也考慮了電池的容量。
電池容量
容量從根本上講是指電池可以容納的電量。舉例來(lái)說(shuō),油箱的容量是根據(jù)其可容納的燃油量以及在油箱完全變空之前車輛可以行駛多長(zhǎng)時(shí)間來(lái)衡量的。同樣,電池的容量就是它可以容納的電量。
單位為毫安小時(shí)(mAH)。
跟我在一起!作為消費(fèi)者,您只需要知道m(xù)AH就是您可以施加在電池上的壓力量,它將在一小時(shí)內(nèi)完全耗盡電量。無(wú)疑,數(shù)量越多,電池越好,因?yàn)樗梢匀菁{的電量越高,因此運(yùn)行時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)。
電池?cái)?shù)量/電壓
在進(jìn)入鋰聚合物電池的電壓之前,我們應(yīng)該知道什么電壓?
因此,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),電壓決定了設(shè)備的運(yùn)行速度。電壓越高,速度越快,反之亦然。一塊普通的鋰聚合物電池的標(biāo)稱電壓(電池組的靜止電壓)為3.7V。
現(xiàn)在,如果設(shè)備需要7.4V電池,則需要串聯(lián)使用兩個(gè)鋰聚合物電池。它的工作原理很簡(jiǎn)單,即累加電壓,就像串聯(lián)安裝的每個(gè)電池的電壓一樣,累加起來(lái)即可確定電池的總電壓。
在我們的日常生活中,我們經(jīng)常遇到“ 2S電池組”,“ 3S電池組”,“ 4S電池組”等術(shù)語(yǔ)。
這些只是理解組合的簡(jiǎn)單術(shù)語(yǔ),即2S指串聯(lián)的2個(gè)單元;3S指串聯(lián)的3個(gè)電池;4S指串聯(lián)的4個(gè)單元,依此類推。這意味著3S電池組的電壓為11.1V。4S電池組的電壓為14.8V,依此類推。
進(jìn)一步說(shuō)明:
“ 4S”表示它有四個(gè)串聯(lián)的單元。由于每個(gè)電池具有3.7伏特(充滿電時(shí)為4.2伏特),因此電池的總電池組電壓為14.8伏特或16.8伏特。另一方面,第二個(gè)數(shù)字是指電池的容量,以毫安小時(shí)(mAh)為單位。充滿電的2200mAh電池在完全放電之前可以提供2200毫安的電流一小時(shí)。
內(nèi)部阻力
顧名思義,內(nèi)部電阻是電池由于自身內(nèi)部因素而在放電時(shí)面臨的困難。內(nèi)阻越高,就熱量而言損失的能量越高。
因此,不用說(shuō),高內(nèi)阻對(duì)任何電池都不好,因?yàn)樗砻麟姵禺a(chǎn)生的能量沒(méi)有到達(dá)其所需的目的地,而是在熱量方面損失了。這里需要注意的重要一點(diǎn)是,與上述3不同,內(nèi)部電阻未印在電池上。
這是因?yàn)閮?nèi)部電阻不會(huì)保持恒定,并且會(huì)隨著電池的壽命而變化,并且其他因素(例如溫度)也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。但是,這并沒(méi)有降低其重要性。內(nèi)部電阻是衡量電池效率的同等重要的指標(biāo),在??做出購(gòu)買電池的最終決定之前必須考慮在內(nèi)電阻。
七、鋰聚合物電池的充放電介紹
至關(guān)重要的是,兼容鋰聚合物的充電器只能用于為此類電池充電。如上所述,這些電池需要特別注意,以防止發(fā)生任何意外。
鋰聚合物電池使用恒流/恒壓(CC / CV)概念進(jìn)行充電。
外觀如下圖所示,基本上是將電池連接到充電器時(shí),最初它將保持恒定的充電速率,直到電池達(dá)到其電壓為止。并且一旦電池達(dá)到其峰值電壓,電壓將保持在該速率,并且電流量將緩慢而穩(wěn)定地減小。
鋰聚合物電池的充電曲線
而且,與鋰聚合物電池兼容的充電器具有平衡的特殊功能,即,不僅它們可以將電池充電至峰值,而且可以在已連接到該串聯(lián)電池的每個(gè)電池的電壓之間保持平衡。這有助于電池的最佳性能。市場(chǎng)上有很多平衡器,但是,購(gòu)買具有內(nèi)置平衡器的充電器既經(jīng)濟(jì)又有效,而鋰聚合物兼容充電器則具有這一功能。
對(duì)于用戶而言,至關(guān)重要的一點(diǎn)是要確保鋰聚合物電池平衡良好,這意味著串聯(lián)的每個(gè)電池的電壓均約為3.7伏。同樣,在給電池充電時(shí),每個(gè)電池將從最近的電壓讀數(shù)開(kāi)始充電,然后將其保持在打開(kāi)狀態(tài)。
例如,如果使用4S電池組,它將吸收更多電流,并且道具也會(huì)以更高的速度旋轉(zhuǎn)。
不同溫度下的放電曲線
我為什么要給你看這些?原因是,如果人們?cè)噲D從電池中吸收更多電流而不是其容量,其電壓容量將很快下降。這也將導(dǎo)致電池化學(xué)成分的破壞,甚至?xí)s短電池的使用時(shí)間。
儲(chǔ)存中沒(méi)有發(fā)生過(guò)鋰聚合物電池爆炸的情況。涉及鋰聚合物電池的火災(zāi)事故通常發(fā)生在電池充電或放電期間。大多數(shù)電池問(wèn)題發(fā)生在充電過(guò)程中,故障通常出在充電器或操作電池的人身上。這并非總是會(huì)發(fā)生,但這是大多數(shù)鋰聚合物電池著火情況下的常見(jiàn)因素。
從這些事件中可以吸取教訓(xùn)。首先,用戶必須投資購(gòu)買高質(zhì)量的充電器,以免引起火災(zāi)。其次,充電器的操作員必須學(xué)習(xí)如何正確操作它。內(nèi)置鋰電池的電池是鋰電池充電器的絕佳選擇。這種類型的電池充電器允許用戶正確配置。
放電
由于鋰聚合物電池的運(yùn)行時(shí)間更長(zhǎng),并且它們提供的功率更高,因此,如果電池使用不當(dāng),則會(huì)持續(xù)存在著火和爆炸的危險(xiǎn)。如前所述,較高的內(nèi)部電阻是指產(chǎn)生的熱量更多。現(xiàn)在,當(dāng)產(chǎn)生熱量時(shí),它以氧氣(一種可燃?xì)怏w)的形式釋放,從而引起火災(zāi)。
因此,最好跟蹤充電器上顯示的內(nèi)部電阻讀數(shù),如果您的充電器支持的話。但是,這是一項(xiàng)罕見(jiàn)的功能,僅在昂貴的充電器中才能找到,并不是每個(gè)人都能負(fù)擔(dān)得起。因此,跟蹤內(nèi)部電阻的另一種簡(jiǎn)單方法是偶爾檢查電池。
鋰聚合物電池的放電曲線
如果內(nèi)部電阻更大,則電池會(huì)因氧氣積累而膨脹一些。這是電池的一種方式,可以告訴您電池的末端已接近,過(guò)早或及時(shí),并且丟棄電池對(duì)您最大的利益。
僅當(dāng)您遵循指南并采取必要的預(yù)防措施時(shí),鋰聚合物電池充電才是安全的。鋰聚合物電池在關(guān)閉之前會(huì)持續(xù)一百多個(gè)循環(huán),因此建議正確充電和使用。
存儲(chǔ)
關(guān)于鋰聚合物電池,還有一個(gè)相當(dāng)奇怪但有趣的事實(shí)是,不應(yīng)將它們充滿電存放,因?yàn)檫@樣可能會(huì)損壞它們。最好將電池保持在室溫下,并在每次運(yùn)行時(shí)充電一點(diǎn)。在以前,人們?cè)?jīng)給電池充電直到充滿電,然后再使用到最后一刻,然后再次充滿電。
這不是正確的做法。正確的最佳實(shí)踐是始終保持恒定的電壓水平。這不會(huì)損壞電池,并有助于在最長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)使用它。
平行VS串聯(lián)充電
人們總是找到一種方法一口氣完成手頭的任務(wù),但是尋找捷徑并不總是最好的選擇。有些人選擇同時(shí)為六個(gè)單節(jié)鋰電池同時(shí)充電,這種充電器在市場(chǎng)上也很容易獲得。
但是,這不是給電池充電的最佳方法。專家說(shuō),并聯(lián)電池充電非常危險(xiǎn),因?yàn)樗鼤?huì)使電池容量翻倍,并且保持串聯(lián)連接的每個(gè)電池的電壓很重要。
制造商也不接受這種情況,在對(duì)六節(jié)電池組進(jìn)行充電時(shí),充電器會(huì)監(jiān)視整個(gè)電池,并且該系列中所有六節(jié)電池的單個(gè)容量都得不到照顧。如果將兩個(gè)性質(zhì)完全相同,質(zhì)量相同的電池并聯(lián)充電,那就可以了。
但是從消費(fèi)者的角度來(lái)看,他們將無(wú)法區(qū)分它們并復(fù)制那些適合充電的確切條件,其結(jié)果是,電池過(guò)度充電和熱失控的機(jī)會(huì)將大大增加。
因此,串聯(lián)充電是這兩種方法中更好的選擇。想要一次為六節(jié)相同容量的鋰聚合物電池充電的人,應(yīng)該選擇此系列設(shè)置。平衡充電在這里起著關(guān)鍵作用,因?yàn)樗鼈儗⒚總€(gè)電池充電到安全水平。如果您有六個(gè)端口充電器,則此方法是最好的方法,但是再次需要特別注意,因?yàn)檎_設(shè)置它們很復(fù)雜,任何臨時(shí)消費(fèi)者或初學(xué)者都無(wú)法使用。這只能由經(jīng)驗(yàn)豐富的專家來(lái)完成。
八、鋰聚合物電池的常見(jiàn)注意事項(xiàng)
1.切勿對(duì)損壞的鋰電池進(jìn)行充電,放電,使用或處理。最好將此類電池帶到維修中心或制造商,以使它們能夠盡最大可能對(duì)電池進(jìn)行處理。
2.避免購(gòu)買二手鋰聚合物電池,因?yàn)榇祟愲姵氐膶?shí)際狀況無(wú)法確切知道。
3.使用兼容鋰聚合物的充電器和平衡器進(jìn)行充電和放電。至關(guān)重要的是,串聯(lián)連接的所有電池都應(yīng)在相同的電壓電平下保持平衡,因?yàn)槿绻鱾€(gè)電池的電壓彼此之間的偏差太大,則電池可能會(huì)變得不穩(wěn)定。
4.在充電,放電和儲(chǔ)存時(shí),建議始終確保隨時(shí)隨身攜帶安全設(shè)備,以免在發(fā)生火災(zāi)或爆炸時(shí)能夠做好準(zhǔn)備。幾乎不可能預(yù)測(cè)電池何時(shí)充滿電或何時(shí)放電,因此,不能肯定地防止任何意外。
5.為了存放鋰聚合物電池,請(qǐng)務(wù)必使用防火容器。
6.如果鋰聚合物電池膨脹或浮腫,則應(yīng)該將其丟棄。
7.鋰聚合物電池在充電時(shí)應(yīng)該有人在旁邊。
8.請(qǐng)勿對(duì)鋰聚合物電池過(guò)度充電。
9.完全充電后,切勿使電池閑置超過(guò)2-3天。
10.鋰聚合物電池應(yīng)在室溫下存放。
九、鋰聚合物電池如何處置
像處理其他電子產(chǎn)品一樣,在處置鋰聚合物電池之前,應(yīng)確保電池的保修期已過(guò),并且您不會(huì)因此失去任何的售后好處,例如,如果只是電池沒(méi)電了,則可以進(jìn)行更換或維修。在特定時(shí)間段之前,通常為6個(gè)月至1年。
以下是鋰聚合物電池的處置措施
1.棄置電池前,請(qǐng)確保已盡其所能。兼容鋰聚合物充電器還具有使電池放電的功能,因此可以很好地達(dá)到目的。但是,如果您沒(méi)有帶電池放電功能的充電器,則可以通過(guò)關(guān)閉設(shè)備的電源來(lái)使電池放電,同時(shí)要記住,在操作過(guò)程中不會(huì)對(duì)設(shè)備造成傷害并且不會(huì)著火。隨身攜帶安全設(shè)備將是最安全的利益。
2.在處置前,將電池完全浸入溫鹽水中至少24小時(shí)。鹽水是一種極好的導(dǎo)體,它將進(jìn)一步幫助使電池完全放電。確保所有電線完全浸沒(méi)。
3.完成上述兩個(gè)步驟后,檢查電池電壓。如果接近于0.0V則可以丟棄電池,否則應(yīng)將其在鹽水中再浸泡24小時(shí)。制備鹽水溶液的合適方法是將水煮沸一點(diǎn),然后向其中加入鹽,并繼續(xù)添加鹽直到不再溶解鹽為止?;旧?,應(yīng)該重復(fù)此步驟,直到達(dá)到所需的0.0V電壓為止。
4.最后,當(dāng)達(dá)到目標(biāo)電壓0.0V時(shí),將鋰聚合物電池與其他垃圾一起放入垃圾中。與其他類型的電池不同,鋰聚合物電池對(duì)環(huán)境無(wú)害。
如今,大多數(shù)公司都提供了將電池自行報(bào)廢的選項(xiàng)。因此,簡(jiǎn)單地說(shuō),客戶在保修期結(jié)束后充分使用電池后,只需將電池帶到公司,他們將以最安全的方式將其丟棄。
總結(jié)
鑒于鋰聚合物電池越來(lái)越受歡迎和受益,可以肯定地說(shuō)這些電池是未來(lái),因此,像任何消費(fèi)者/制造商一樣,建議您事先充分了解它們并做出明智的購(gòu)買決定。
鋰聚合物電池根據(jù)其分配的好處被認(rèn)為是最好的,即使在公眾輿論中也是如此。人們一直在尋找高質(zhì)量的產(chǎn)品以確保安全性和耐用性,而鋰聚合物電池?fù)碛衅渲兴斜匦璧墓δ堋?/span>
在購(gòu)買任何這些電池組件之前,唯一需要考慮的就是它們配備了正確的電源線,良好的適配器,并確保已在防火袋中投入了一定的量,以避免電池可能發(fā)生的任何危險(xiǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。邊充電邊取。
這些電池是優(yōu)選的,因?yàn)榕c鋰電池類型的其他主題相比,它們提供更高的比能量。這些電池有潛力替代一般用途的現(xiàn)有NIHM電池。
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