鋰電池ppt(鋰電原理知識(shí))

1.鋰電原理知識(shí)

鋰電池原理

鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳.常見的正極材料主要成分為 LiCoO2 ，充電時(shí)，加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中.放電時(shí)，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合.鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流.

化學(xué)反應(yīng)原理雖然很簡(jiǎn)單，然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要考慮的實(shí)際問題要多得多：正極的材料需要添加劑來(lái)保持多次充放的活性，負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級(jí)去設(shè)計(jì)以容納更多的鋰離子；填充在正負(fù)極之間的電解液，除了保持穩(wěn)定，還需要具有良好導(dǎo)電性，減小電池內(nèi)阻.

雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應(yīng)，記憶效應(yīng)的原理是結(jié)晶化，在鋰電池中幾乎不會(huì)產(chǎn)生這種反應(yīng).但是，鋰離子電池在多次充放后容量仍然會(huì)下降，其原因是復(fù)雜而多樣的.主要是正負(fù)極材料本身的變化，從分子層面來(lái)看，正負(fù)極上容納鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸塌陷、堵塞；從化學(xué)角度來(lái)看，是正負(fù)極材料活性鈍化，出現(xiàn)副反應(yīng)生成穩(wěn)定的其他化合物.物理上還會(huì)出現(xiàn)正極材料逐漸剝落等情況，總之最終降低了電池中可以自由在充放電過(guò)程中移動(dòng)的鋰離子數(shù)目.

過(guò)度充電和過(guò)度放電，將對(duì)鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞，從分子層面看，可以直觀的理解，過(guò)度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過(guò)度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，過(guò)度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其中一些鋰離子再也無(wú)法釋放出來(lái).這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的控制電路的原因.

不適合的溫度，將引發(fā)鋰離子電池內(nèi)部其他化學(xué)反應(yīng)生成我們不希望看到的化合物，所以在不少的鋰離子電池正負(fù)極之間設(shè)有保護(hù)性的溫控隔膜或電解質(zhì)添加劑.在電池升溫到一定的情況下，復(fù)合膜膜孔閉合或電解質(zhì)變性，電池內(nèi)阻增大直到斷路，電池不再升溫，確保電池充電溫度正常.

而深充放能提升鋰離子電池的實(shí)際容量嗎？專家明確地告訴我，這是沒有意義的.他們甚至說(shuō)，所謂使用前三次全充放的“激活”也同樣沒有什么必要.然而為什么很多人深充放以后 Battery Information 里標(biāo)示容量會(huì)發(fā)生改變呢 ？ 后面將會(huì)提到.

鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片.其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、溫度、ID 、充電狀態(tài)、放電次數(shù)等數(shù)值.這些數(shù)值在使用中會(huì)逐漸變化.我個(gè)人認(rèn)為，使用說(shuō)明中的“使用一個(gè)月左右應(yīng)該全充放一次”的做法主要的作用應(yīng)該就是修正這些寄存器里不當(dāng)?shù)闹?，使得電池的充電控制和?biāo)稱容量吻合電池的實(shí)際情況.

充電控制芯片主要控制電池的充電過(guò)程.鋰離子電池的充電過(guò)程分為兩個(gè)階段，恒流快充階段（電池指示燈呈黃色時(shí)）和恒壓電流遞減階段 （ 電池指示燈呈綠色閃爍.恒流快充階段，電池電壓逐步升高到電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓，隨后在控制芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段，電壓不再升高以確保不會(huì)過(guò)充，電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到 0 ，而最終完成充電.

電量統(tǒng)計(jì)芯片通過(guò)記錄放電曲線（電壓，電流，時(shí)間）可以抽樣計(jì)算出電池的電量，這就是我們?cè)?Battery Information 里讀到的 wh. 值.而鋰離子電池在多次使用后，放電曲線是會(huì)改變的，如果芯片一直沒有機(jī)會(huì)再次讀出完整的一個(gè)放電曲線，其計(jì)算出來(lái)的電量也就是不準(zhǔn)確的.所以我們需要深充放來(lái)校準(zhǔn)電池的芯片.

2.航模用鋰電基礎(chǔ)知識(shí)介紹

一般是鐵鋰電池或鐵錳 電池

原理 鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池來(lái)自于偉大的發(fā)明家愛迪生，使用以下反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，放電。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。所以，鋰電池長(zhǎng)期沒有得到應(yīng)用?，F(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。（參照百度百科） 還有用 鐵鋰反應(yīng)的

接頭看你的喜好 香蕉插 T插 自己接。

注意事項(xiàng) 普通鋰聚合物一定要用平衡充電器，鐵鋰的電池最好用，可以沖幾次用一次，否則玩完。

能量密度 能量與質(zhì)量（克）的比越大越好（鋰錳略大于鐵鋰）

串聯(lián)并聯(lián)數(shù) AsBp 如3S2p表示 六塊電池單體以3串2并的方式相接（3組 兩節(jié)并聯(lián)電池 串聯(lián)）

電壓 電源電動(dòng)勢(shì)

電量x mah 如 （2300mAh） 表示用2300mA 的電流 放電 可放電 1h（相應(yīng)的4600mA 放電 則放電 0.5h）

放電倍率：n C（如15C）指用多少1/N倍的最小時(shí)間可以放完電，如 2300mah 的電池 15c 即為 1/15 小時(shí)

即4分鐘 可放完電 最大電流為 n*2300/1000=15*2300/10000=34.5A

充電倍率：n C （如1C）指用多少1/N倍的最小時(shí)間可以充完電，如 2300mah 的電池 1c 即為 1小時(shí)

即60分鐘 可充完電 最大電流為 2.3A 一般 鋰錳電池 此值為1C 鐵鋰電池則率高

不知道的，QQ上問我、。

3.鋰電池的知識(shí)

按照標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間和程序充電，即使是前三次也要如此進(jìn)行

“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說(shuō)法，明顯是從鎳電池（如鎳鎘和鎳氫）延續(xù)下來(lái)的說(shuō)法。所以這種說(shuō)法，可以說(shuō)一開始就是 誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別，而且可以非常明確的告訴大家，我所查閱過(guò)的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過(guò)充和過(guò)放電會(huì)對(duì)鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電，特別是不要進(jìn)行超過(guò)12個(gè)小時(shí)的超長(zhǎng)充電。

循環(huán)壽命 （10%DOD）: >1000次

循環(huán)壽命 （100%DOD）: >200次

其中DOD是放電深度的英文縮寫

你需要充電以應(yīng)付預(yù)計(jì)即將到來(lái)的會(huì)導(dǎo)致通訊繁忙的重要事件的時(shí)候，即使在電池尚有很多余電時(shí)，那么你也只管提前充電，因?yàn)槟悴]有真正損失“1”次充電循環(huán)壽命，也就是“0.x”次而已，而且往往這個(gè)x會(huì)很小。

和長(zhǎng)充電一樣流傳甚廣的一個(gè)說(shuō)法，就是“盡量把電池電量用完，用到自動(dòng)關(guān)機(jī)”。這其實(shí)是鎳電池的做法，目的是避免記憶效應(yīng)發(fā)生，不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經(jīng)有人因?yàn)槭謾C(jī)電池電量過(guò)低的警告出現(xiàn)后，仍然不充電繼續(xù)使用一直用到自動(dòng)關(guān)機(jī)的例子。結(jié)果這個(gè)例子中的手機(jī)在后來(lái)的充電及開機(jī)中均無(wú)反應(yīng)，不得不送客服檢修。這其實(shí)就是由于電池因過(guò)度放電而導(dǎo)致電壓過(guò)低，以至于不具備正常的充電和開機(jī)條件造成的。

4.鋰電池的基本原理和特性

一、發(fā)展及分類“鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

鋰電池最早期應(yīng)用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低，放電電壓平緩等優(yōu)點(diǎn)，使得植入人體的起搏器能夠長(zhǎng)期運(yùn)作而不用重新充電。

鋰電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓，更適合作集成電路電源。二氧化錳電池，就廣泛用于計(jì)算器，數(shù)碼相機(jī)、手表中。

為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種，人們對(duì)各種材料進(jìn)行了研究，從而制造出前所未有的產(chǎn)品。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。

20世紀(jì)70年代時(shí)，M. S. Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。

它的實(shí)用化，使人們的移動(dòng)電話、筆記本、計(jì)算器等攜帶型電子設(shè)備的重量和體積大大減小。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋰電池已經(jīng)成為了主流。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。

鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。

由于其自身的高技術(shù)要求限制，只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。二、工作原理1. 鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

放電反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2 2.鋰離子電池：鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為L(zhǎng)iCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-（電子）充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為6C+xLi++xe- = LixC6充電電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6三、特征高能量密度鋰離子電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半，體積是鎳鎘的20-30%，鎳氫的35-50%。

高電壓一個(gè)鋰離子電池單體的工作電壓為3.7V（平均值），相當(dāng)于三個(gè)串聯(lián)的鎳鎘或鎳氫電池。無(wú)污染鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類的有害金屬物質(zhì)。

不含金屬鋰鋰離子電池不含金屬鋰，因而不受飛機(jī)運(yùn)輸關(guān)于禁止在客機(jī)攜帶鋰電池等規(guī)定的限制。循環(huán)壽命高在正常條件下，鋰離子電池的充放電周期可超過(guò)500次，磷酸亞鐵鋰則可以達(dá)到2000次。

無(wú)記憶效應(yīng)記憶效應(yīng)是指鎳鎘電池在充放電循環(huán)過(guò)程中，電池的容量減少的現(xiàn)象。鋰離子電池不存在這種效應(yīng)。

快速充電使用額定電壓為4.2V的恒流恒壓充電器，可以使鋰離子電池在1.5-2.5個(gè)小時(shí)內(nèi)就充滿電；而新開發(fā)的磷鐵鋰電池，已經(jīng)可以在35分鐘內(nèi)充滿電。三、優(yōu)缺點(diǎn)分析1.優(yōu)點(diǎn)（1）能量比較高。

具有高儲(chǔ)存能量密度，已達(dá)到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍；（2）使用壽命長(zhǎng)，使用壽命可達(dá)到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C(100%DOD)充放電，有可以使用10,000次的記錄；（3）額定電壓高（單體工作電壓為3.7V或3.2V），約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓，便于組成電池電源組；鋰電池可以通過(guò)一種新型的鋰電池調(diào)壓器的技術(shù)，將電壓調(diào)至3.0V，以適合小電器的使用。（4）具備高功率承受力，其中電動(dòng)汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達(dá)到15-30C充放電的能力，便于高強(qiáng)度的啟動(dòng)加速；（5）自放電率很低，這是該電池最突出的優(yōu)越性之一，一般可做到1%/月以下，不到鎳氫電池的1/20;(6)重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/6-1/5;(7)高低溫適應(yīng)性強(qiáng)，可以在-20℃--60℃的環(huán)境下使用，經(jīng)過(guò)工藝上的處理，可以在-45℃環(huán)境下使用；（8）綠色環(huán)保，不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢，都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。

（9）生產(chǎn)基本不消耗水，對(duì)缺水的我國(guó)來(lái)說(shuō)，十分有利。比能量指的是單位重量或單位體積的能量。

比能量用Wh/kg或Wh/L來(lái)表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時(shí)；kg是千克（重量單位），L是升（體積單位）。

2.缺點(diǎn)1.鋰原電池均存在安全性差，有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。2.鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電，價(jià)格昂貴，安全性較差。

3.鋰離子電池均需保護(hù)線路，防止電池被過(guò)充過(guò)放電。4.生產(chǎn)要求條件高，成本高。

5.使用條件有限制，高低溫使用危險(xiǎn)大。

5.鋰電池都分哪幾種

鋰電使用ABC： 在手機(jī)中，無(wú)論是從技術(shù)角度評(píng)估還是從價(jià)格方面的考慮，電池都占有十分重要的地位。

時(shí)值今日，市場(chǎng)上正在銷售的手機(jī)中，所使用的電池已經(jīng)基本完成了從鎳電池到鋰電池的過(guò)渡。也許是由于手機(jī)電池剛剛完成了一次鎳電池到鋰電池的革命，所以人們對(duì)鋰電池的認(rèn)識(shí)并不統(tǒng)一，在許多情況下不正確的說(shuō)法和做法頗為流行。

因此，懂得一點(diǎn)鋰電池的知識(shí)，掌握鋰電池的正確使用方法是非常有必要的。 一、鋰電池的種類： 目前市面上所使用的二次電池主要有鎳氫（Ni-MH）與鋰離子（Li-ion）兩種類型。

鋰離子電池中已經(jīng)量產(chǎn)的有液體鋰離子電池（LiB）和聚合物鋰離子電池（LiP）兩種。 所以在許多情況下，電池上標(biāo)注了Li-ion的，一定是鋰離子電池。

但不一定就是液體鋰離子電池，也有可能是聚合物鋰離子電池。 鋰離子電池是鋰電池的改進(jìn)型產(chǎn)品。

鋰電池很早以前就有了，但鋰是一種高度活躍（還記得它在元素周期表中的位置嗎？）的金屬，它使用時(shí)不太安全，經(jīng)常會(huì)在充電時(shí)出現(xiàn)燃燒、爆裂的情況，后來(lái)就有了改進(jìn)型的鋰離子電池，加入了能抑制鋰元素活躍的成份（比如鈷、錳等等）從而使鋰電真正達(dá)到了安全、高效、方便，而老的鋰電池也隨之基本上淘汰了。 至于如何區(qū)分它們，從電池的標(biāo)識(shí)上就能識(shí)別，鋰電池為L(zhǎng)i、鋰離子電池為L(zhǎng)i-ion。

現(xiàn)在，筆記本和手機(jī)使用的所謂“鋰電池”，其實(shí)都是鋰離子電池。 現(xiàn)代電池的基本構(gòu)造包括正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項(xiàng)要素。

作為電池的一種，鋰離子電池同樣具有這三個(gè)要素。 一般鋰離子技術(shù)使用液體或無(wú)機(jī)膠體電解液，因此需要堅(jiān)固的外殼來(lái)容納可燃的活性成分，這就增加了電池的重量和成本，也限制了尺寸大小和造型的靈活性。

一般而言，液體鋰離子二次電池的最小厚度是6mm，再減少就比較困難。 而所謂聚合物鋰離子電池是在這三種主要構(gòu)造中至少有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上使用高分子材料作為其主要的電池系統(tǒng)。

新一代的聚合物鋰離子電池在聚合物化的程度上已經(jīng)很高，所以形狀上可做到薄形化（最薄0。5毫米）、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設(shè)計(jì)的靈活性，從而可以配合產(chǎn)品需求，做成任何形狀與容量的電池。

同時(shí)，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%，其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。 目前市面上所銷售的液體鋰離子（LiB）電池在過(guò)度充電的情形下，容易造成安全閥破裂因而起火的情形，這是非常危險(xiǎn)的，所以必需加裝保護(hù)IC線路以確保電池不會(huì)發(fā)生過(guò)度充電的情形。

而高分子聚合物鋰離子電池方面，這種類型的電池相對(duì)液體鋰離子電池而言具有較好的耐充放電特性，因此對(duì)外加保護(hù)IC線路方面的要求可以適當(dāng)放寬。 此外在充電方面，聚合物鋰離子電池可以利用IC定電流充電，與鋰離子二次電池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充電方式所需的時(shí)間比較起來(lái)，可以縮短許多的等待時(shí)間。

二、手機(jī)制造商對(duì)鋰電池的應(yīng)用情況 雖然近幾年來(lái)幾乎所有廠家都已經(jīng)傾向于采用鋰離子電池，但世界各大手機(jī)制造商對(duì)電池的選擇還是有自己的特點(diǎn)和習(xí)慣，例如曾經(jīng)在相同的一段歷史時(shí)期里： 諾基亞：采用Ni-MH（鎳氫）電池、LiB（液體鋰離子）電池，未采用LiP（聚合物鋰離子）電池。 愛立信：采用Ni-MH電池、LiB電池、LiP電池。

摩托羅拉：采用Ni-MH電池、LiB電池，未采用LiP電池。 不難發(fā)現(xiàn)，從為手機(jī)最早選用LiP聚合物鋰離子電池這件事情上，愛立信體現(xiàn)出自己手機(jī)技術(shù)先驅(qū)的本色。

根據(jù)我查找到的資料表明，目前聚合物鋰離子電池主要制造廠為日本SONY、松下、GS等幾家公司，2000年的生產(chǎn)量達(dá)到2100萬(wàn)只，其中50%為愛立信手機(jī)配套。 進(jìn)入2002年的今天，鋰離子電池在其它手機(jī)廠商的手機(jī)上也已廣泛的應(yīng)用與普及。

但在聚合物鋰離子電池的使用上，還遠(yuǎn)沒有達(dá)到在所有手機(jī)廠家的產(chǎn)品中得到普及的程度，廣泛應(yīng)用還有待時(shí)日。 另一方面，雖然鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)多多，但也有缺陷，如價(jià)格高和充放電次數(shù)少等等。

鋰電池的充放電次數(shù)只有400-600次，經(jīng)過(guò)特殊改進(jìn)的產(chǎn)品也不過(guò)800多次。而鎳氫電池的充電次數(shù)能夠達(dá)到700次以上，某些質(zhì)量好的產(chǎn)品充放電可達(dá)1200次，這樣一比較，鎳氫電池要比鋰電池長(zhǎng)壽。

此外鎳氫電池的價(jià)格也要比鋰電池低很多。而且嚴(yán)格說(shuō)來(lái)，鋰電池同樣會(huì)有記憶效應(yīng)，只是它的記憶效應(yīng)非常低，基本上可以忽略不計(jì)。

由此看來(lái)，目前還沒有十全十美電池。 三、鋰離子電池的使用 這部分是本文的重點(diǎn)，我們分三點(diǎn)來(lái)談。

1、如何為新電池充電 在使用鋰電池中應(yīng)注意的是，電池放置一段時(shí)間后則進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)容量低于正常值，使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過(guò)3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)正常容量。

由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。因此用戶手機(jī)中的新鋰電池在激活過(guò)程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。

不僅理論上是如此，從我自己的實(shí)踐來(lái)看，從一開始就采用標(biāo)準(zhǔn)方法充電這種“自然激活”方式是最好的。 對(duì)于鋰電池的“激活”問題，眾多的說(shuō)法是。