铝壳电池是目前电动汽车常用的电池种类之一,正在被越来越多地新能源汽车所使用。虽然,锂离子电池在能量密度方面根本无法与汽油相比,然而其他的电池技术想要达到铝壳电池的水平还异常困难。锂离子电池从能量密度和使用寿命这两点上,是其他电池无法替代的。从铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、再到锂离子电池,能量密度一直在不断的提升。目前,主流电动汽车配备的锂电池主要包括磷酸铁锂电池及三元锂电池两种。相比磷酸铁锂电池,三元锂电池与在重量能量密度上要高出许多,
容量衰减失效:“标准循环寿命测试时,循环次数达到500次时放电容量应不低于初始容量的90%。或者循环次数达到1000次时放电容量不应低于初始容量的80%”,容量衰减失效的根源在于材料的失效,同时与电池制造工艺、使用环境等客观因素有紧密联系。正极材料的结构失效:正极材料结构失效包括正极材料颗粒破碎、不可逆相转变、材料无序化等。LiMn2O4在充放电过程中会因Jahn-Teller效应导致结构发生畸变,甚至会发生颗粒破碎,造成颗粒之间的电接触失效。
锂,原子序数3,原子量6.941,是最轻的碱金属元素。为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。这些材料的分子结构,形成了纳米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。的这种原理,使得 人们在获得它高容量密度的同时,也达到安全的目的。充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。
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、震动马达或充电电路等元件。其优点有:比能量高。具有高储存能量密度,目前已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池用1CDOD充放,有可以使用10,000次的记录;额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电的串联电压,便于组成电池电源组;
并联的目的是为了增加容量,因此,并联充电也与单节锂电池相比具有不同的设计特点,主要体现在充电电流设计与并联电池的一致性上。并联锂电池的特点是:电压不变,电池容量相加,内阻减小,可供电时间延长。并联充电的核心内容是并联电流的大小及其作用。根据并联理论,干路电流等于各支路电流之和,因此,已经组合为电池组的n节并联锂电池要达到与单节电池相同的充电效率,充电电流应为n个锂电池电流之和,在欧姆定律:I=U/R的公式下,这个设计是合理的。
的内阻是指电流通过内部时受到的阻力。它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。由于内阻的存在,电池的工作电压总是小于电池的电动势或开路电压。电池的内阻不是常数,在充放电过程中随时间不断变化(逐渐变大),这是因为活性物质的组成,电解液的浓度和温度都在不断的改变。欧姆内阻遵守欧姆定律,极化内阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系。常随电流密度增大而增加。
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