锂离子电池芯型号、规格有哪些?
锂离子电池芯型号、规格有哪些?
生产中人们常问,锂电池的型号规格有几种?要说到底有几种,其实是说不清的,因为每个电池生产厂家都有自己的型号规格,更有一些定制类的电池规格等。下面介绍锂电池型号规格命名和电池上面字母和数字的含义,让大家对电池型号规格有更好的了解。
圆柱锂电池型号规格
圆柱形锂电池的型号命名,由三个字母和五位数字组成,IEC61960规定圆柱形和方形电池的规则如下:
圆柱形锂电池,3个字母后连5个数字。3个字母,I表示有内置的锂离子,L表示锂金属或锂合金电极。第二个字母表示正极材料,C表示钻,N表示镍,M表示锰,V表示钒。第三个字母为R表示圆柱形。
5个数字,前2个数字表示直径,后3个数字表示高度,单位都为mm。
如:ICR18650就是直径为18mm,高度为65mm,0表示圆形的通用18650圆柱形电池。
3.7V/3.6V是指标称电压为3.7V/3.6V。
C是表示电池放电时的放电倍率,单位mAh,通俗的说就是单位时间内放电大小或是速度。比如所用的电池容量1h放电完毕,称之为1C放电;5h放电完毕,则称之为0.2C放电。
圆柱形锂电池型号表:
型号 | 标称电压(V) | 标称容量(mAh) | 直径(mm) | 高度(mm) | 应用领域 |
14500 | 3.7 | 800 | 14 | 50 | 仪器仪表,消费电子 |
18650 | 3.7 | 2000-3500 | 18±0.2 | 65±2.0 | 特种设备,医疗设备,机器人 |
18500 | 3.6 | 800-1500 | 18±0.2 | 18±0.2 | 安防通讯,轨道交通 |
26650 | 3.2 | 3200~3500 | 26.2 | 65.6 | 动力/储能领域,机器人,应急后备 |
21700 | 3.6 | 3000-4800 | 21 | 70 | 数码设备,电动工具 |
32650 (32700) |
3.2 | 5000-6500 | 32.4±0.3 | 70.5±0.2 |
AGV,机器人,后备电源,特种设备领 域 |
方形锂电池型号规格
方型电池的型号命名:6个数字分别表示电池的厚度、宽度和高度,单位毫米。三个尺寸任一个大于或等于100mm时,尺寸之间应加斜线;三个尺寸中若有任一小于1mm,则在此尺寸前加字母t”,此尺寸单位为十分之一毫米。
ICP523450表示一个方形二次锂离子电池,正极材料为钻,其厚度约为5.2mm,宽度约为34mm,高约为50mm。
ICP27/70/145表示一个方形二次锂离子电池,正极材料为钻,其厚度约为27mm,宽度约为70mm高约为145mm。
ICP052535表示一个方形二次锂离子电池,正极材料为钻,其厚度约为0.5mm,宽度约为254mm高约为35mm。
方形锂电池型号表:
型号 |
尺寸 |
标称容量 (mAh)
|
内阻(mΩ) |
标称电压(V) |
||
厚度 (±0.3mm) |
宽度 (±0.3mm) |
高度 (±0.5mm) |
||||
3578131 |
3.5 |
78 |
131 |
4000 |
<40 |
3.7 |
3463110 |
3.4 |
63 |
110 |
2700 |
<40 |
3.7 |
3845120 |
3.8 |
45 |
120 |
2200 |
<40 |
3.7 |
366090 |
3.6 |
60 |
90 |
2000 |
<40 |
3.7 |
3435165 |
3.4 |
35 |
165 |
1800 |
<40 |
3.7 |
2453135 |
2.4 |
53 |
132 |
1400 |
<40 |
3.7 |
385085 |
3.8 |
50 |
85 |
1300 |
<60 |
3.7 |
344461 |
3.4 |
44 |
61 |
1200 |
<60 |
3.7 |
255480 |
2.5 |
52 |
80 |
1150 |
<50 |
3.7 |
393278 |
3.9 |
32 |
78 |
1100 |
<65 |
3.7 |
305060 |
3 |
50 |
60 |
900 |
<40 |
3.7 |
383450 |
3.8 |
34 |
50 |
600 |
<70 |
3.7 |
383450 |
3.8 |
34 |
50 |
450 |
<80 |
3.7 |
233759 |
2.4 |
37 |
59 |
380 |
<80 |
3.7 |
392339 |
3.9 |
23 |
39 |
330 |
<80 |
3.7 |
302441 |
2.8 |
24 |
40.5 |
250 |
<100 |
3.7 |
251776 |
2.5 |
17 |
76 |
230 |
<120 |
3.7 |
302145 |
3 |
21 |
45 |
210 |
<150 |
3.7 |
222530 |
2.5 |
25 |
30 |
120 |
<180 |
3.7 |
321239 |
3.1 |
12 |
39 |
100 |
<200 |
3.7 |
铅酸电池好,还是锂电池好?
1、铅酸电池价位更实惠,一般只有同类型锂电池价格的三分之一。
对于电动车来说,主要是实用和好用,普通人一般不要求续航里程特别远,虽然锂电池续航里程远,重量比较轻,但目前大部分人骑的是豪华款的大包车或小包车,体积足够容纳电池,但价位低很多,自然是老百姓更希望的。
2、铅酸电池更安全,很少有自燃现象。
这两年因为电动车电池导致的自燃现象,主要是装有锂电池的电动车,因为锂电池内部的密度大,耐热性差一点,如果过热,比如夏天或充电过久,超过负载的温度,就可能引发自燃现象。特别是劣质锂电池在安全性上更要慎重。而铅酸电池稳定性比较高,一般很少有自燃现象。
3、铅酸电池换购更方便更有价值。
虽然锂电池的使用寿命一般是铅酸电池的两倍,但如果换购的时候,铅酸电池更方便,一般铅酸电池都可以回收,也就是废旧铅酸电池还能折旧。但如果是锂电池废旧了,就没有什么回收利用的价值。
锂电池使用寿命更长、续航里程更远、重量更轻
当然,锂电池也是有优点的,表现在三个方面:
1、锂电池的使用寿命更长。
和铅酸电池相比,锂电池的使用寿命一般是同类型号铅酸电池的两倍,也就是耐用的价值更高了。
2、锂电池的续航里程更远。
同类型号的锂电池比铅酸电池的续航里程高很多,即使是在铅酸电池中价位比较高的石墨烯电池,续航里程也不一定比锂电池高。所以锂电池应用于很多的新能源汽车上。
3、锂电池的重量更轻便。
这对于新能源汽车和追求小型轻便化电动自行车用户来说是比较合适的,选择锂电池更加轻便,电池提取也比较方便。
总结
铅酸电池和锂电池是目前电动车电池中的两大类别,各有特色,如果从经济实用上来说,选择铅酸电池更实用更划算,但如果追求续航里程,追求耐久性和轻便化,还是锂电池比较合适,当然,锂电池的价位也更高,但使用寿命更长。
我们到底要选择哪种电池,一要看你选的电动车车型,车型还要和电池相匹配;二要看你的实际用途,如果你是跑快递或长途通勤,可以选择大容量的锂电池,如果只是普通的上下班代步,而且工作地点离家里不远,那选择铅酸电池就可以了。但不论你选择哪一种电池,都应当选择正规的厂家的合格产品,不能选择劣质产品。
锂电池“饿死了”怎么激活?
很多人有不好的习惯,经常人不在家将电动车电池放车上,空气开关也不关掉,放几个月不骑。几个月后再来骑行时就发现车子没电而且充电充不进去。充电器插上去,但是一直是绿灯,哪怕是24小时插着它也还是绿灯,因为电池电压过低,与充电器输出电压相差过大的话充电器是无法将电冲进电池的。
这种情况就是大家平常说的电池被“饿死”了。这种电池块电池的电压一般只有5.6V左右,不会超过6V。对于这样的电池,大多数是换电池。但换一组电池好几百,就这样换掉有点可惜,尤其是刚过保修的电池。
这里介绍五种比较好的方法,能将大部分的这种“饿死”的电瓶拯救过来。注意是大部分不是百分百。
一、串联法。在整组电池上另外串联一个正常电压的12伏电池。比如说,原车是48V-20AH的电池,那我们再另外串联一块12V-20AH的电池。一块电量充足的12V电池电压有13V左右,串联之后能够提升整组电池的电压,然后再用他原来的充电器进行充电,这样的话是可以将电充进去的,插上充电器之后,充电器是红灯,此时可以将电充进去。等充电器转为绿灯,就把那块另外串联上去的电池拿掉。然后再正常充电就可以了。
二、并联法。这种方法稍微麻烦一点。比如车辆原来是48V-20AH的电池,我们另外并联一组,48V-20AH的电池。大家知道并联电路各处的电压是相等的,高的电压端会向低的电压端流入。这种方法也是很多电池经销商在检测完全没有电的电池所使用的方法。然后进行充电也可以达到充电的目的。这个原理跟到,串联一个电池,原理差不多。也是将整组的电压提升上去。
三、低压充电法。选用小一型号的充电器进行充电。比如说是一组60V-20AH的电池,那么我们是用48V-20AH的充电器进行充电。这样大部分的情况下,也是可以充进去的。原理也是类似于第一种,将充电电压与电池的两端电压更接近。
四、单块电池充电法。将单块电池用12伏的摩托车充电器进行充电,可以将电池激活,但这种充电比较慢,一般要充7个小时以上,电池电压才会缓慢回升到12V左右。如果全部单块充很耗时间。
五、特殊充电器法。天能充电器它是自动识别电池电压的,不管一组电池电压有多少伏,都可以自动识别电压,他都可以充电进去。比如原车是60V-20AH的电池,现在只有30V不到,它照样可以往里面充电的。随着电压的升高,又全适应更高一阶的电压,再给电池充电。台铃、绿佳电动车、金彭三轮车配套过这个品牌的充电器。
另外普及下锂电池“饿死了”怎么激活?笔记本电池或者手机电池
电池激活在联想电源管理软件上面叫做“电源标尺校准”。在PC端用Everest检测电源的时候,有一个“设计容量”,底下紧跟着“完全充电容量”,如果两项的数值相同,则会看到再下边的“电池损耗"项为0%;一般来说刚刚出厂的或者长时间放置未及时保养的电池”完全充电容量“会小于”设计容量“,此时就会看到电池损耗是1%。也就意味着电池没有“完全充满”,我们需要进行“完全充放电”(完全放电之后不间断充12小时至以上)益完全“开发”电池的“潜能”。这个完全充放电的过程即称为“激活电池”,联想Thinkpad等的电源管理软件有一个“电源标尺校准”功能原理类似。
个人觉得一些老科技的电池比如NiMH需要激活。锂电池理论是需要激化因为需要在负极形成一层SEI的保护层。但是这个过程实际上已经在生产测试阶段已经完成啦。个人觉得消费者对电池的误区造成有这样的服务。
你的手机电池“饿”死了,开不了机充不进电,这时需要激活!首先所谓饿死就是电池一直没电或者电量很低时导致的电池无法再充电的现象。然后所谓激活目前有两个办法:一是使用万能充充个20分钟左右就可以激活。二是给手机维修店有较为专业的电压稍微高点的比如12伏的电源来激活,具体就是把电源正负极放在电池正负极几十秒甚至几分钟给它通通电,打通它!最后,激活后就可以和原来一样用直充充电了,会不会对寿命有明显影响还不知道。
用仪器充电。(如果上述方式不行,电池也无故障,就需要用‘稳压电源‘激活,黑色的线连电池负极,红色的连电池正极,充电电压达到3.8V,即可)使用锂电池的装置,第一次使用不用充电12小时,这是没必要的!
锂电池一般能用几年?锂电池的寿命是多长?
“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
电池寿命
锂离子电池只能充放电500次?
相信绝大部分消费者都听说过,锂电池的寿命是“500次”,500次充放电,超过这个次数,电池就“寿终正寝”了,许多朋友为了能够延长电池的寿命,每次都在电池电量完全耗尽时才进行充电,这样对电池的寿命真的有延长作用吗?答案是否定的。锂电池的寿命是“500次”,指的不是充电的次数,而是一个充放电的周期。
一个充电周期意味着电池的所有电量由满用到空,再由空充到满的过程,这并不等同于充一次电。比如说,一块锂电在第一天只用了一半的电量,然后又为它充满电。如果第二天还如此,即用一半就充,总共两次充电下来,这只能算作一个充电周期,而不是两个。因此,通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期,电池容量就会减少一点。不过,这个电量减少幅度非常小,高品质的电池充过多次周期后,仍然会保留原始容量的80%,很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用。当然,锂电寿命到了最终后仍是需要更换的。
而所谓500次,是指厂商在恒定的放电深度(如80%)实现了625次左右的可充次数,达到了500个充电周期。
(80%*625=500)(忽略锂电池容量减少等因素)
而由于实际生活的各种影响,特别是充电时的放电深度不是恒定的,所以"500个充电周期"只能作为参考电池寿命。
正确的说法:锂电寿命和充电周期的完成次数有关,和充电次数没有直接关系。
简单的理解,例如,一块锂电在第一天只用了一半的电量,然后又为它充满电。如果第二天还如此,即用一半就充,总共两次充电下来,这只能算作一个充电周期,而不是两个。因此,通常可能要经过好几次充电才完成一个周期。每完成一个充电周期,电量就会减少一点。不过,减少幅度非常小,高品质的电池充过多次周期后,仍然会保留原始电量的80%,很多锂电供电产品在经过两三年后仍然照常使用,就是这个原因。当然锂电寿命到了最终还是需要更换的。
锂电的寿命一般为300~500个充电周期。假设一次完全放电提供的电量为Q,如不考虑每个充电周期以后电量的减少,则锂电在其寿命内总共可以提供或为其补充300Q-500Q的电力。由此我们知道,如果每次用1/2就充,则可以充600-1000次;如果每次用1/3就充,则可以充900~1500次。以此类推,如果随机充电,则次数不定。总之,不论怎么充,总共补充进300Q~500Q的电力这一点是恒定的。所以,我们也可以这样理解:锂电池寿命和电池的总充电电量有关,和充电次数无关。深放深充和浅放浅充对于锂电寿命的影响相差不大。
事实上,浅放浅充对于锂电更有益处,只有在产品的电源模块为锂电做校准时,才有深放深充的必要。所以,使用锂电供电的产品不必拘泥于过程,一切以方便为先,随时充电,不必担心影响寿命。
如果在高于规定的操作温度,即35°C以上的环境中使用锂电,电池的电量将会不断的减少,即电池的供电时间不会像往常那样长。如果在这样的温度下,还要为设备充电,那对电池的损伤将更大。即使是在较热的环境中存放电池,也会不可避免的对电池的质量造成相应的损坏。所以,尽量保持在适益的操作温度是延长锂电寿命的好方法。
如果在低温环境,即4°C以下中使用锂电,同样也会发现电池的使用时间减少了,有些手机的原装锂电在低温环境中甚至充不上电。但不必太担心,这只是暂时状况,不同于高温环境下的使用,一旦温度升起来,电池中的分子受热,就马上恢复到以前的电量。
要想发挥锂离子电池的最大效能,就需要经常用它,让锂电内的电子始终处于流动状态。如果不经常使用锂电,请一定记得每月给锂电完成一个充电周期,做一次电量校准,即深放深充一次。
正规叫法是“充放电循环”,不等于“充电次数”,循环指的是,电池从满电到用光,这是一个循环,如果你的电池从满电状态,用了十分之一的电量,然后又充满了,这是十分之一个循环,这样充10次,才基本算一个循环。同样,从满电,用了一半然后充满,再用到一半再充满,这也是一个循环,这时你是充了两次电。所以,循环仅仅是取决于“从电池累计放出多少电”,而跟“充电次数”没有直接关系。
而且这个标称的充放电循环次数也不是说用完了就不能用了,而是做了这么多循环以后,电池能储存电量的能力会下降到一个程度,
比如某锂电池,标称的充放电循环是“500次后不低于标称容量的60%”
也就是500个循环后,这个电池最多只能存新电池的时候的60%那么多电了,是性能下降到一定的程度了,是这个意思
锂电池没有固定充电次数限制,正规厂家出来的电池一般至少可以充放电500次,且容量保持在初始容量的80%以上,一天一充可以用2年。通常手机电池充电1000次,就会造成电池严重不耐用。
手机电池保养方法:
1、每次完全充满电使用,减少充电次数,提高电池使用寿命。
2、不用把电池完全放电,通常电量低于10%就需要充电。
3、使用原装充电器充电,不要使用万能充充电。
4、手机充电过程中,不要使用手机。
5、不要过分充电,电池充满以后停止继续充电。
是的,根据实验结果,锂电池的寿命是随着与充电次数增加而不断衰减的,一般锂电池充电次数是2000-3000次
循环就是使用,我们是在使用电池,关心的是使用的时间,为了衡量充电电池到底可以使用多长时间这样一个性能,就规定了循环次数的定义。实际的用户使用千变万化,因为条件不同的试验是没有可比性的,要有比较就必须规范循环寿命的定义。
国标规定的锂电池循环寿命测试条件及要求:在环境温度20℃±5℃的条件下,以1C充电,当电池端电压达到充电限制电压4.2V时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于1/20C,停止充电,搁置0.5h~1h,然后以1C电流放电至终止电压2.75V,放电结束后,搁置0.5h~1h,再进行下一个充放电循环,直至连续两次放电时间小于36min,则认为寿命终止,循环次数必须大于300次。
国标规定的解释:
A.这个定义规定了循环寿命的测试是以深充深放方式进行的
B.规定了锂电池的循环寿命按照这个模式,经过≥300次循环后容量仍然有60%以上
然而,不同的循环制度得到的循环次数是截然不同的,比如以上其它的条件不变,仅仅把4.2V的恒压电压改为4.1V的恒压电压对同一个型号的电池进行循环寿命测试,这样这个电池就已经不是深充方式了,最后测试得到循环寿命次数可以提高近60%。那么如果把截止电压提高到3.9V进行测试,其循环次数应该可以增加数倍。
这个关于循环充放电一次就少一次寿命的说法,我们要注意的是,锂电池的充电周期的定义:一个充电周期指的是锂电池的所有电量由满用到空,再由空充电到满的过程。而这并不等同于充电一次。另外大家在谈论循环次数的时候不能忽视循环的条件,抛开规则谈论循环次数是没有任何意义的,因为循环次数是检测电池寿命的手段,而不是目的!
48V锂电池,48V锂电池多少钱?
48V锂离子电池保护板
48V锂离子电池保护板,即起保护作用的线路板。主要由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻准确地监视电芯的电压和充放回路的电流,及时控制电流回路的通断。
锂电池保护板能对串并联电池组起到充放电保护的作用,同时能够检测电池组中各个单体电池的过压、过流、过温、欠压、短路状态,延长电池使用寿命,避免电池因过放电而损坏。锂电池保护板是锂电池不可缺少的组成部分。
48V锂离子电池BMS
48V锂离子电池管理系统(BMS),通过检测锂电池组中各单体电池的状态来确定整个电池系统的状态,并根据它们的状态对锂电池系统进行对应的控制调整和策略实施,实现对锂电池系统及各单体的充放电管理以保证锂电池系统安全稳定地运行。
48V锂离子电池BMS特点
锂离子电池管理系统由管理主机(CPU)、电压与温度采集模块、电流采集模块和通信接口模块组成。
可检测并显示锂离子电池组的总电压、总电流、储备电量;任一单体电池的电压和电池箱的温度;最高和最低单体电池电压及电池编号、最高和最低温度、电池组的充放电量。
4锂离子电池主机还提供报警和控制输出接口,对过压、欠压、高温、低温、过流、短路等极限情况进行报警和控制输出。
提供RS232和CAN总线接口,可在计算机上直接读取锂电池管理系统上的所有信息。
48V锂离子电池使用注意事项
锂离子电池长时间存放不用,应保持50%-60%荷电态,每3个月应进行一次补充电,每半年应进行充放一次。
在运输过程中,应注意防潮、防湿,避免挤压、碰撞等,以免锂离子电池损坏。
禁止在高温下(炙热的阳光下或很热的汽车中)使用或放置锂离子电池,否则可能会引起电池过热、起火或功能失效、寿命减短。
禁止存放在强静电和强磁场的地方,否则易破坏电池安全保护装置,带来不安全的隐患。
如果锂离子电池发出异味、发热、变色、变形或使用、贮存、充电过程中出现任何异常,立即将电池从装置或充电器中移离并停用。
48V锂离子电池和铅酸电池对比
重量能量密度
目前,锂电池的能量密度一般为200~260wh / g,铅酸一般为50~70wh / g,重量能量密度锂电池为铅酸的3~5倍,意味着同等重量下,锂电池容量比铅酸电池强三到五倍,因此锂电池在储能方面具有绝对的优势。
体积能量密度
由于锂电池的体积能量密度通常约为铅酸电池的1.5倍,因此在相同容量的情况下,锂电池比铅酸电池小约30%。
使用寿命
目前最流行的锂电池材料是三元锂和铁锂等。 举例,三元锂电池通常具有1000个循环,磷酸铁锂电池具有超过2000个循环,并且铅酸电池通常具有300-350个循环。那么说明锂电池的寿命约为铅酸电池的3-6倍。
价格成本
铅酸电池目前比锂电池便宜,后者的价格大约是铅酸电池的三倍。 然而,通过使用寿命分析,如果使用相同的成本的话,锂电池的寿命更长。
环境保护
铅酸电池污染严重,锂电池在生产、回收方面相对更绿色环保。
48V锂离子电池
1、48V锂离子电池充电注意事项
严格按照标准的时间和程序充电。
锂电池出厂时一般是带电的半电状态,首次使用一定要将电池充满电。
使用原装充电器,原装充电器配套性能强,充电倍率适度。
不要经常使用到欠压保护电路起作用的时候才充电。将电完全放掉后再充电的观念是不正确的,放电深度越大,亏电使用的次数越多,锂电池使用寿命越短。
2、48V锂离子电池充满电能跑多少公里?
48V锂离子电池的续航跟电池本身的容量(Ah)和电动车的电机功率(W)有关,现在市面上符合国家标准的电动自行车一般采用48V 12Ah的锂电池和350W电机,随着电池的技术发展它们的理论续航能达到50km,实际使用续航还是根据乘车人的体重和搭载的重量决定。
48v锂离子电池满电能跑多少公里取决的因素有电池容量、电机功率、载重量。一般来说48V 12Ah , 350w的锂电池可以跑50km。48V 20Ah可以跑70km。72V 22Ah的锂电池可以跑90km。
3、48v锂电池要充几小时才满?
充电时间和电压没太大关系;
主要看锂离子电池的容量和充电器的功率,充电时间=锂电池容量÷充电电流
比如48V 20Ah锂离子电池选用正规48V 2A充电器,那么理论上充电时间为2小时,即20Ah÷10A=2h,但是实际充电时恒流转恒压模式,在最后的涓流充电耗时较长,所以正常情况下都在3个小时左右。同理,选用48V 5A充电器,就需要20Ah÷5A=4h,但同样有涓流时间,所以大约在5小时左右。
4、48V锂离子电池充不进去电怎么办?
充电器输出参数是否正常,电压、电流等;
充电器线路是否正常,接头处是否断线了;
锂电池是否坏了,可以测试一下电池的开路电压是否正常;
?咨询锂电池厂家。
5、48V13串和14串的差别
三元才分13或14串,磷酸铁锂就是16串
但三元的13串放电平台明显低于48V,速度慢,14串的好
13串充满电压13*4.2=54.6V,额定电压13*3.7=48.1V,截至电压13*3.2 = 41.6V
14串充满电压14*4.2=58.8V,额定电压14*3.7=51.8V,截至电压14*3.2 = 44.8V
13串可以更好的兼容铅酸电池的电动车,铅酸电池的电动车正常的是12*4= 48V,截至电压10.5*4 =42V
此外,48V 13串和48V 14串的充电器电压不一样,不能通用,有的充电器可以调电压就可以通用。
锂电池能量密度分析,怎么提高锂电池能量密度?
什么是能量密度?
能量密度(Energydensity)是指在单位一定的空间或质量物质中储存能量的大小。电池的能量密度也就是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。电池的能量密度一般分重量能量密度和体积能量密度两个维度。
电池重量能量密度=电池容量×放电平台/重量,基本单位为Wh/kg(瓦时/千克)
电池体积能量密度=电池容量×放电平台/体积,基本单位为Wh/L(瓦时/升)
电池的能量密度越大,单位体积、或重量内存储的电量越多。
什么是单体能量密度?
电池的能量密度常常指向两个不同的概念,一个是单体电芯的能量密度,一个是电池系统的能量密度。
电芯是一个电池系统的最小单元。M个电芯组成一个模组,N个模组组成一个电池包,这是车用动力电池的基本结构。
单体电芯能量密度,顾名思义是单个电芯级别的能量密度。
根据《中国制造2025》明确了动力电池的发展规划:2020年,电池能量密度达到300Wh/kg;2025年,电池能量密度达到400Wh/kg;2030年,电池能量密度达到500Wh/kg。这里指的就是单个电芯级别的能量密度。
什么是系统能量密度?
系统能量密度是指单体组合完成后的整个电池系统的电量比整个电池系统的重量或体积。因为电池系统内部包含电池管理系统,热管理系统,高低压回路等占据了电池系统的部分重量和内部空间,因此电池系统的能量密度都比单体能量密度低。
系统能量密度=电池系统电量/电池系统重量OR电池系统体积
究竟是什么限制了锂电池的能量密度?
电池背后的化学体系是主要原因难逃其咎。
一般而言,锂电池的四个部分非常关键:正极,负极,电解质,膈膜。正负极是发生化学反应的地方,相当于任督二脉,重要地位可见一斑。我们都知道以三元锂为正极的电池包系统能量密度要高于以磷酸铁锂为正极的电池包系统。这是为什么呢?
现有的锂离子电池负极材料多以石墨为主,石墨的理论克容量372mAh/g。正极材料磷酸铁锂理论克容量只有160mAh/g,而三元材料镍钴锰(NCM)约为200mAh/g。
根据木桶理论,水位的高低决定于木桶最短处,锂离子电池的能量密度下限取决于正极材料。
磷酸铁锂的电压平台是3.2V,三元的这一指标则是3.7V,两相比较,能量密度高下立分:16%的差额。
当然,除了化学体系,生产工艺水平如压实密度、箔材厚度等,也会影响能量密度。一般来说,压实密度越大,在有限空间内,电池的容量就越高,所以主材的压实密度也被看做电池能量密度的参考指标之一。
在《大国重器II》第四集中,宁德时代采用了6微米铜箔,利用先进的工艺水平,提升了能量密度。
如果你能坚持每行读下来一直读到这里。恭喜,你对电池的理解已经上了一个层次。
如何提高能量密度呢?
新材料体系的采用、锂电池结构的精调、制造能力的提升是研发工程师“长袖善舞”的三块舞台。下面,我们会从单体和系统两个维度进行讲解。
——单体能量密度,主要依靠化学体系的突破
1、增大电池尺寸
电池厂家可以通过增大原来电池尺寸来达到电量扩容的效果。我们最熟悉的例子莫过于:率先使用松下18650电池的知名电动车企特斯拉将换装新款21700电池。
但是电芯“变胖”或者“长个”只是治标,并不治本。釜底抽薪的办法,是从构成电池单元的正负极材料以及电解液成分中,找到提高能量密度的关键技术。
2、化学体系变革
前面提到,电池的能量密度受制于由电池的正负极。由于目前负极材料的能量密度远大于正极,所以提高能量密度就要不断升级正极材料。
高镍正极
三元材料通指镍钴锰酸锂氧化物大家族,我们可以通过改变镍、钴、锰这三种元素的比例来改变电池的性能。
在图硅碳负极
硅基负极材料的比容量可以达到4200mAh/g,远高于石墨负极理论比容量的372mAh/g,因此成为石墨负极的有力替代者。
目前,用硅碳复合材料来提升电池能量密度的方式,已是业界公认的锂离子电池负极材料发展方向之一。特斯拉发布的Model3就采用了硅碳负极。
在未来,如果想要百尺竿头更进一步——突破单体电芯350Wh/kg的关口,业内同行们可能需要着眼于锂金属负极型的电池体系,不过这也意味着整个电池制作工艺的更迭与精进。中几种典型三元材料中可以看出,镍的占比越来越高,钴的占比越来越低。镍的含量越高,意味着电芯的比容量就越高。另外,由于钴资源稀缺,提高镍的比例,将降低的降低钴的使用量。
3、系统能量密度:提升电池包的成组效率
电池包的成组考验的是电池“攻城狮“们对单体电芯和模组排兵布阵的能力,需要以安全性为前提,最大程度地利用每一寸空间。
电池包的“瘦身”主要有以下几种方式。
优化排布结构
从外形尺寸方面,可以优化系统内部的布置,让电池包内部零部件排布更加紧凑高效。
拓扑优化
我们通过仿真计算在确保刚强度及结构可靠性的前提下,实现减重设计。通过该技术,可以实现拓扑优化和形貌优化最终帮助实现电池箱体轻量化。
选材
我们可以选择低密度材料,如电池包上盖已经从传统的钣金上盖逐步转变为复合材料上盖,可以减重约35%。针对电池包下箱体,已经从传统的钣金方案逐步转变为铝型材的方案,减重量约40%,轻量化效果明显。
整车一体化设计
整车一体化设计与整车结构设计通盘考虑,尽可能共享、共用结构件,例如防碰撞设计,实现极致的轻量化
电池是一个很全方位的产品,你要提升某一方面的性能,可能会牺牲其他方面的性能,这是电池设计研发的理解基础。动力电池属于车载专用,因而能量密度不是衡量电池品质的唯一尺度。