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高倍率电池简介-西安瑟福

松下4Ah18650型锂离子电池

2010.9Vol.34No.9 新产品新技术 865 松下4Ah 18650型锂离子电池 本刊贾旭平 2009年12月,松下发布了一款可用于多种便携式设备的“18650”尺寸的锂离子充电电池的高性能产品,型号为NCR18650A 。与原产品“NCR18650”相比,容量从2.9Ah 提高到了 3.1Ah 。与原产品“NCR18650”一样,正极材料同样使用镍类材料,但是对材料进行了改进,因此使18650尺寸电池实现了业界较高的容量(3.1Ah),松下已为此申请了专利。另外,该材料和处理技术可阻止合金负极因重复充电造成的变形。 通常情况下,电池容量提高会导致电池不安全因素的增加。而松下电池能继续保持非常好的安全性主要是依仗专利耐热层(HRL :Heat Re-sistance Layer)技术,即在正负极之间配置了绝缘金属氧化膜,它可阻止电池过热,甚至是在内部短路情况下的过热。HRL 与隔膜是分开配置的,能最大限度地保证电池的安全性。 该新型电池质量轻,电压仍与原来一样同为3.6V ,但体积能量密度由620Wh/L 提高到了675Wh/L ,电池能量由10.4Wh 提高至11.2 Wh 。质量由44g 左右增至44.5g 左右。除了具备高的循环稳定性,优良的充电性能和卓越的储存容量,还具备非常低的自放电。这些性能都使电池在整个生命周期里拥有非常好的整体性能。 因为松下电池具有非常好的性能,所以移动市场的需求一直在攀升,如在笔记本电脑方面。该公司表示,计划今后通过连接多个18650尺寸的电池,使其同样能够用于电动自行车和电动汽车。 2010年4月,松下又宣布成功研发了采用更新型电极材料的18650型锂离子电池,容量达到3.4Ah 和4.0Ah ,可以为更多移动设备带来更持久的电池续航能力。据松下介绍, 3.4Ah 的18650型锂离子电池将在2012年3月正式大规模量产,而 4.0Ah 的18650型锂离子电池将在2013年进行大规模量产。新款锂离子电池容量提升的秘密在于都采用了改进的镍金属正极,而4.0Ah 的18650型锂离子电池则采用了硅混合型材料作为负极替代传统的 碳。这种4.0Ah 的18650款式锂离子电池有高的体积能量密度800Wh/L ,每个重约54g ,比NCR-18650A 型重约10g 。但比能量约为252Wh/kg ,与现有石墨设计相当。该锂离子电池在充放电500次后,仍可 保持至少80%的能力。该公司表示,通过连接多个18650尺寸的电池组成模块,然后多个模块连接在一起就可用于EV(电动汽车),这使得电脑业界的标准电池已开始瞄准EV 领域的业界标准。 松下改进电极材料增加锂离子电池容量 松下向Tesla 交付首批3.1Ah 锂离子电池单体

锂电池第一部强制性标准GB31241

国内颁布第一部有关锂离子电池安全性的强制性标准 中国做为全世界锂离子电池的第一生产国同时也是最大消费国之一,但却一直没有专门的强制性国家标准。无论是GB/T 18287-2013还是CIAPS0001-2014 《USB接口类移动电源》,这些都属于国家推荐标准或行业标准,对锂离子电池的制成并没强制性的约束。近日国家标准化委员会颁布了GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》,该电池检测认证标准是国内第一部关于锂离子电池安全性的强制性标准,并定于2015.8.1.起正式实施。 (图1:截自国家标准化管理委员会2014年第27号中国国家标准公告) GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》主要是针对不超过18kg 的预定可由使用人员经常携带的移动式电子产品,主要示例如下: (图2: 截自《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》(报批稿)) 与GB/T 18287-2013等标准相比,GB31241-2014更关注锂离子电池的安全性,除了GB/T18287要求的外部短路、过充、过放、低气压、温度循环、振动等测试项目外,还借签了IEC62133、UL1642及UL2054等国外标准的要求,增加了挤压测试、燃烧喷射、洗涤及阻燃测试等。与已有的GB/T 18287甚至IEC62133:2012相比,新国标在测试要求上更加严苛。具体测试项目如下:

电池型式试验项目电池组型式试验项目保护电路型式试验电池容量测试低气压过压充电保护常温外部短路温度循环过流充电保护高温外部短路振动欠压放电保护过充电加速度冲击过载保护 强制放电跌落短路保护 低气压应力消除耐高压 温度循环高温充电电压控制振动洗涤充电电流控制加速度冲击阻燃要求放电电压控制跌落过压充电放电电流控制 挤压过流充电充放电温度控制重物冲击欠压充电

软包装锂离子电池的高倍率放电性能

软包装锂离子电池的高倍率放电性能 ■<1.河南师范大学化学与环境科学学院常照荣吕豪杰 ■<2.新乡学院化学与环境工程学院付小宁 ■<3.河南新飞科隆电源有限公司尹正中 摘 要:以额定容量为1100mAh的063465型软包装锂离子电池为研究对象,研究了电池结构,正极活性物质与导电剂、粘结剂的配比,极板的面密度、压实密度等因素对锂离子电池高倍率放电性能的影响。制备的实验电池以15C大电流放电,电压平台为3.5V,循环220次(15C放电),容量保持率为87.0%。 关键词:软包装; 锂离子电池; 高倍率放电 锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、开路电压高及污染小等优点[1],已用于小电流放电的移动通讯、笔记本和数码相机等领域,但高倍率放电性能有待提高[2-4]。程建聪等[5]通过提高导电剂含量,采用薄正极和中间相炭微球(MCMB),并使用功能电解液,改善了电池的大电流性能;V.Subramanian 等[6]以气相法烧制的纳米纤维碳为负极制备的锂离子电池,可进行10C放电;M.Okuho等[7]通过水热法制备纳米级(17 nm)的LiCoO2,l00C放电容量达到1C时的65%,可满足电动汽车等大功率放电要求,但是制备工艺苛刻。 本文作者采用工业化的正负极材料,通过优化电池结构,调整配比参数,制备软包装电池,并测试了相关性能。 1 实验 1.1 极板制备 将正极活性物质LiCoO2(北京产,≥99.4%)、导电炭黑SP(Timcal公司产,≥99.75%)和导电石墨KS6(Timcal公司产,≥99.4%)按不同的比例混合后,以PVDF(美国产,≥99.9%)作为粘结剂,配制成浆料;将负极活性材料人工石墨(深圳产,≥99.9%)、导电炭黑SP、分散剂SBR(河南产,≥99.0%)和粘结剂CMC(德国产,≥99.9%)按质量比90.5:1.5:4:4混合后,配制成浆料。用涂布机将正极浆料均匀涂覆于铝箔(江苏产,≥99.8%)上,负极浆料均匀涂覆于铜箔(湖南产,≥99.8%)上,在80℃下真空(-0.1 MPa)干燥12h后,辊压,制成正、负极片。电解液为1mol/L LiPF6/ DMC+EMC+EC(体积比1:1:1,张家港产),隔膜为0.025 mm厚的聚丙烯微孔膜(日本产)。 1.2 测试仪器 采用BS-8802二次电池检测装置(广州产)对电池进行化成;BS-V高电压大电流动力电池检测设备(广州产)进行倍率测试;BS-VR3内阻测试仪(广州产)检测内阻。 1.3 电极及电池设计 以额定容量为1100mAh的063465型液态软包装锂离子电池为研究对象。采用真空热封机封口,经过防短路处理、干燥,然后注入电解液,经化成分容后,测试电池的性能。 实验电池的参数见表1。 2结果与讨论 2.1 电池结构的影响 电池技术 < 2008年9月73

锂离子电池容量损失分析

锂离子电池容量损失分析  锂离子电池是继镍镉、镍氢电池之后发展最快的二次电池。由于其具有比能量高、工作电压高、自放电率低、循环寿命长、环境污染小等独特优势,现已用作高速发展的小型电子产品的电源,也很有希望用作大型动力电池的电源。锂离子电池的应用很大程度上取决于其充放电循环的稳定性,与其他二次电池一样,锂离子电池在循环过程中容量衰减是难以避免的。由于锂离子电池在充放电过程中过充电或过放电、电解液分解、SEI 膜的形成、活性物质的溶解及其他因素会导致电池容量损失,因此分析锂离子电池容量衰减的原因,对我们进行研究开发及生产应用有着重要的作用,也有利于提高我们产品的品质。 一、锂离子电池工作原理 锂离子电池是指分别用两种能可逆嵌入与脱嵌锂离子的层间化合物作正负极活性物质而构成的二次电池,目前生产中普遍采用高嵌脱锂电位的LiCoO2 类材料为正极,低嵌脱锂电位的碳类材料为负极。锂离子电池在最初的充电循环中,在碳负极材料会出现化学/电化学反映过程,分别对应有机电解液的分解和锂离子的嵌入,伴随形成SEI 膜。目前常用的有机溶剂有碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲基乙基酯(EMC)等,电解质一般用锂盐有LiBF6、LiPF4、LiAsF6 和LiCIO4 等。隔膜用PP 微孔薄膜或PE 微孔薄膜。电极反应如下: 正极:LiCoO2充电→← 放电Li1 - xCoO2+xLi++xe-20 负极: 6C + xLi + + xe -充电→← 放电 LixC6 总的反应为: 6C + LiCoO2充电→← 放电 Li1-xCoO2+LixC6 充电时,锂离子从LiCoO2 中立方紧密堆积氧层中八面体位置发生脱嵌,释放一个电子给Co3+,其氧化为Co4+;放电时,锂离子嵌入到八面体位置得到一个电子,Co4+还原为Co3+。负极中当锂离子插入到石墨层中后石墨结构与此同时从外电路得到一个电子使得负极电荷平衡。与其它二次电池一样,锂离子经充放电循环后存在容量损失问题,导致这些问题的原因有很多,有材料方面也有制造工艺方面的因素。 二、容量损失原因分析 1.过充电 所谓过充电就是超过规定的充电终止电压(一般为4.2V)而继续充电

影响锂离子电池高倍率充放电性能的因素

影响锂离子电池高倍率充放电性能的因素 由技术编辑archive1 于星期四, 2014-10-16 13:51 发表 影响锂离子电池高倍率充放性能的因素很多,包括电池设计、电极组装、电极材料的结构、尺寸、电极表面电阻以及电解质的传导能力和稳定性等。为了探究其原因和机理,本文主要从正极、负极和电解质材料三方面对它们在高倍率充放电时各自的影响因素进行了综述和分析,并讨论了利于高倍率充放的电极和电解质材料的发展方向。 锂离子电池具有工作电压高、比能量大、无记忆效应且对环境友好等优点,广泛应用于手机、相机、笔记本电脑等小 型电器的同时,在电动车、卫星、战斗机等大型电动设备方面的应用也备受青睐[1-2]。美国Lawrence LiVermore 国家实验室早在1993 年就对日本SONY 公司的20500 型锂离子电池进行了全面的技术分析,考察其用于卫星的可能 性[3];我国中科院物理所也早在1994 年承担福特基金项目时就开始了动力型锂离子电池的研发[4];国内外一些知名企业进行了动力型锂离子电池的研制和生产,如德国瓦尔塔公司研发的方型锂离子电池,容量为60 Ah,比能量为115 Wh/kg,日本索尼公司生产的高功率型锂离子电池80%DOD 的比功率高达800 W/kg [5],国内深圳的比亚迪、雷天、天津力神、河南金龙、湖南晶鑫等公司也研制生产出容量在10 Ah 以上的动力型锂离子电池。 尽管在全世界科技和工业界的共同努力下,动力型锂离子电池的研发和生产已取得了长足进展,并逐步走上了实用的轨道,但其价格较高,而且循环性能、安全性能及其高倍率充放电性能都有待于进一步提高(如目前锂离子电池用于电动车时,其动力仍不能与传统燃油机的动力相比,这影响着电动车的行程、最高时速、加速性能及爬坡性能等)。为了动力型锂离子电池更快的发展,有必要对其高倍率性能的影响因素进行系统研究和分析,找出根本原因。

铅酸蓄电池的用途及分类

铅酸蓄电池的用途及分类 ----温州市科星电子有限公司 1.按着铅酸蓄电池的用途分类 A.供各种汽车、拖拉机、柴油机起动和点火、照明用;起动时要求大电流放电,要求能低温起动、电池内阻小; B.用于发电厂、变电所、通讯、医院等作为保护、自动控制、事故照明、通讯等备用电源;电解液稀、寿命长、淳充使用; C.用于各种蓄电池车、叉车、铲车、矿用电机车等。作为电动牵引及照明电源用;要求厚极板、容重大、以3h~5h率充放电循环使用; D.大小容重不等,放电率多种多样。 2. 铅酸蓄电池部分名词定义 A.密封蓄电池(sealed cell): 当蓄电池在规定的设计范围内工作时保持密封状态,但是内部压力超过规定值时,允许气体通过一个可复位或不可复位的压力释放装置逸出; B.全密封蓄电池(hermetically sealed cell) 没有压力释放装置的一种蓄电池; C.免维护蓄电池(maintenance-free battery) 在规定的运行条件下,使用期间不需要维护的一种蓄电池。 3.铅酸蓄电池分类 目前,我们常用的铅酸蓄电池主要分为三类,分别为普通蓄电池、干荷蓄电池和免维护蓄电池三种。 1)普通蓄电池;普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸的水溶液。它的主要优点是电压稳定、价格便宜;缺点是比能低(即每公斤蓄电池存储的电能)、使用寿命短和日常维护频繁; 2)干荷蓄电池:它的全称是干式荷电铅酸蓄电池,它的主要特点是负极板有较高的储电能力,在完全干燥状态下,能在两年内保存所得到的电量,使用时,只需加入电解液,等过20—30分钟就可使用; 3)免维护蓄电池:免维护蓄电池由于自身结构上的优势,电解液的消耗量非常小,在使用寿命内基本不需要补充蒸馏水。它还具有耐震、耐高温、体积小、自放电小的特点。使用寿

大容量高功率锂离子电池研究进展_毕道治

收稿日期:2007-05-20 作者简介:毕道治(1926-),男,河北省人,教授级高工。 Biography:BIDao-zhi(1926-),male,professor. 大容量高功率锂离子电池研究进展 毕道治 (天津电源研究所,天津300381) 摘要:发展电动车是解决能源危机和环境污染的有效手段之一。大容量高功率锂离子蓄电池是电动车的理想储能电源,因为它具有单体电压高、循环及使用寿命长、比能量高和良好的功率输出性能等优点。介绍了国内外大容量高功率锂离子蓄电池的研究进展,包括关键材料、技术性能和安全问题,并以作者的观点提出了大容量高功率锂离子蓄电池的发展前景和近期研究内容。关键词:锂离子蓄电池;电极活性材料;电解液;电动车;混合电动车中图分类号:TM912.9 文献标志码:A 文章编号:1008-7923(2008)02-0114-06 Researchprogressofhighcapacityandhighpower Li-ionbatteries BIDao-zhi (TianjinPowerSourceInstitute,Tianjin300381,China) Abstract:Developmentofelectricvehicleisoneoftheeffectivemeanstoovercomeproblemsofenvironmentpollutionandenergycrisis.HighcapacityandhighpowerLi-ionstoragebatteryisanappropriatepowersourceforelectricvehicleduetoitshighcellvoltage,longercyclelife,higherenergydensityandhighpowercharacteristics.ThedevelopmentstatusofhighcapacityandhighpowerLi-ionstoragebatteries,includingkeymaterials,technicalperformanceandsafetyproblemsarereviewedinthispaper.ThetechnicalissuesandthefutureofhighcapacityandhighpowerLi-ionbatteriesarefinalllydescribedinwriter'spointofview. Keywords:Li-ionstoragebattery;electrodeactivematerial;electrolyte;EV;HEV 环境污染和能源危机是目前人类面临的两大课题,而燃油汽车的大量普及则是造成上述问题的主要原因之一。发展电动车是有效解决上述问题的重要手段,因为电动车具有能源多样化、污染排放少和能源利用效率高的优点。发展电动车的技术瓶颈问题是迄今为止还没有哪种电池使电动车的性价比能与燃油汽车相比。通过比较各类动力电池的典型性 能,可以看出锂离子电池具有单体电压高、比能量大和自放电小的优点,但也存在安全性差、 成本高和长期循环和贮存后性能下降的问题。为了充分利用并发挥锂离子电池的优势,克服其存在的缺点,世界各主要国家的政府、汽车制造商和相关科技人员都对大容量、高功率动力用锂离子蓄电池的研究非常重视。纷纷制定发展计划、投入大量人力、物力、财力积极进行研制。文章对大容量、高功率锂离子蓄电池的关键材料、性能水平和安全性等方面的研究进展进行综合评述,并探讨了今后的研发方向。

锂电池的国家标准

1、锂离子电池标称电压3.7V(3.6V),充电截止电压4.2V(4.1V,根据电芯的厂牌有不同的设计)。(锂离子电芯规范的说法是:锂离子二次电池) 2、对锂离子电池充电要求(GB/T18287 2000规范):首先恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到4.2V(4.1V),改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到0.01C时,认为充电终止。(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA,注意是mA而不是mAh,0.01C就是10mA。)当然,规范的表示方式是0.01C5A,我这里简化了。 3、为什么认为0.01C为充电结束:这是国家标准GB/T18287-2000所规定的,也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束,邮电部行业标准YD/T998-1999也是这样规定的,即不管电池容量多大,停止电流都是20mA。国标规定的0.01C有助于充电更饱满,对厂家一方通过鉴定有利。另外,国标规定了充电时间不超过8小时,就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了,也认为充电结束。(质量没问题的电池,都应在8小时内达到0.01C,质量不好的电池,等下去也无意义) 4、怎样区别电池是4.1V还是4.2V:消费者是无法区分的,这要看电芯生产厂家的产品规格书。有些牌子的电芯是4.1V和4.2V通用的,比如A&TB(东芝),国内厂家基本是4.2V,但也有例外,比如天津力神是4.1V(但目前也是按4.2V了)。 5、把4.1V的电芯充电到4.2V会怎么样:会使电池容量提高,感觉很好用,待机时间增加,但会减短电池的使用寿命。比如原来500次,减少到300次。同样道理,把4.2V的电芯过充,也会减短寿命。锂离子电芯是很娇嫩的。 6、既然电池内有保护板,我们是否就可以放心了呢:不是,因为保护板的截止参数是4.35V(这还是好的,差的要4.4到4.5V),保护板是应付万一的,假如每次都过充,电池也会很快衰减的。 7、多大的充电电流算是合适的:理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。国标规定的低倍率充电是0.2C(仲裁充电制式),还以上面的1000mAh容量的电池为例,就是200mA,那么我们可以估计出这只电池5个多小时可以充饱。(容量mAh=电流mA×时间h) 国家技术监督部门鉴定锂电容量,是以1C的高倍率充电,以0.2C的低倍率放电,以时间计算出容量值,试验次数5次,有1次容量达到试验结束。(就是有5次机会,如果第一次试验就合格了,后面的4次不做)检测之前允许有一次预循环,就是以1C恒流充电至4.2V即停止,而没有后面的恒压到0.01C的过程,更没有14小时。 8、锂离子电池能承受多大的充电电流:厂家试验时可以很高,但国标高倍率规定为1C,还以上面的电池为例,1个多小时即可充满。这么大的充电电流,电池能承受吗?对于目前的锂离子电芯,是小意思而已。目前没有对充电器的国家标准,所执行的是邮电部行业标准YD/T998 1999/2,里面规定了充电器的电流不得大于1C。 9、寿命是怎样规定的:简单说是指电池经过N次1C充、1C放电后,容量下降到70%,此时的N就是寿命。并不是说300次还可以用,301次就不能用了。国标规定寿命不得小于300次。我们平时使用的条件没有检测时这么严酷,寿命会更长。 鼓起来就是过充的表现,不过像这种电子产品,是应该具备过充保护功能;过放保护功能;短路保护功能;过流保护功能的。 简短点的: 技术参数:过充门限4.25V±50mV、过充延时75mS、过充释放4.05V、过放门限2.9V±50mV 、过放延时10mS、静态功耗<5uA、工作电流2A、过流保护值3A;短路延时时间4~12ms;

电池分类与介绍

电池的分类: 一、按工作性质和贮存方式划分: 1.原电池(一次电池) 1)锌锰电池 a.锌锰干电池 b.碱性锌锰干电池 2)锌汞电池 3)锌空气电池 4)固体电解质电池 2.蓄电池(二次电池) 1)铅蓄电池 a.普通蓄电池 b.干荷式蓄电池 c.免维护蓄电池 2)铅晶蓄电池 3)铁镍蓄电池 4)镍镉蓄电池 5)银锌蓄电池 6)锂电池 3.燃料电池 4.太阳电池 5.温差电池 6.核电池 7.储备电池 8.纳米电池 1.原电池(一次电池): 放电完毕后不能充电的电池。优点:携带方便、不需维护、可 长期储存或使用。常用的是碳-锌干电池。 负极:锌做的圆筒,内有氯化铵作为电解质,少量氯化锌、 惰性填料及水调成的糊状电解质 正极:四周裹着掺有二氧化锰的糊状电解质的一根碳棒。 1)锌锰电池 a.锌锰干电池 有圆柱型和叠层型两种结构。优点:使用方便、价格低、原材料丰富、适合大量自 动化生产。缺点:放电电压不稳,容量受放电率影响较大。适于中小放电率和间 歇放电使用。 碱性锌锰干电池 以碱性电解质代替中性电解质。有圆柱型和钮扣型两种。优点:容量大,电 压平稳,能大电流连续放电,可在低温(-40℃)下工作。这种电池可在规定条 件下充放电数十次。

2)锌汞电池 有钮扣型和圆柱型两种。放电电压平稳,可用作要求不太严格的电压标准。缺点:低温性能差(0℃以上使用),且汞有毒。已逐渐被其他电池代替。 3)固体电解质电池 以固体离子导体为电解质,分高温、常温两类。高温的有钠硫电池,可大电流工作。常温的有银碘电池,电压0.6伏,价格昂贵,尚未获得应用。已使用的是锂碘电池,电压2.7伏。这种电池可靠性很高,可用于心脏起搏器。但这种电池放电电流只能达到微安级。 2.蓄电池(二次电池):充电电池,寿命长。 1)铅蓄电池 用在汽车、摩托车上。能在短时间内供给强大电流。工作电压平稳、结构简单、内阻小、起动性能好、价格低,使用温度及使用电流范围宽、能充放电数百个循环、贮存性能好,应用广泛。缺点:比能量小,对环境腐蚀性强。 a.普通蓄电池:图3-1普通蓄电池的极板是由铅和铅的氧化物构成,电解液是硫酸水溶液。 优点:电压稳定、价格便宜;缺点:比能低、使用寿命短和日常维护频繁。 2)铅晶蓄电池 主要应用在电动车、UPS和计算机、应急照明等领域,还有电力系统、通信和邮电设备、银行系统、船舶系统等其它备用电源。 优点:寿命长,铅酸电池寿命的一倍。放电性能为一般铅酸电池的3倍多。 深度放电性能好,铅晶电池可深度放电到0V,继续充电可恢复全部额定容量,这一特性相对铅酸电池来讲是难以达到的境界。耐低温性能好;环保性好。 3)铁镍蓄电池 碱性蓄电池,电解液是碱性氢氧化钾溶液。正极为氧化镍,负极为铁。

锂离子电池国标

前言 本规范是根据GB/T1.3-1993《标准化工作导则第一单元:标准的起草与表述规则第3部分:产品标准编写规定》,并参照GB/T15844.2-1995《移动通信调频无线电话环境要求和试验方法》(eqv IEC489-1:1983)、GBT2423.2-89《电工电子产品基本环境试验规程试验B:高温试验方法》、GB/T2423.3-93《电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定湿热试验方法》、GB/T2423.8-1995《电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验Eb:自由跌落》进行编制的。在技术内容中融合了IEC61960、UL1642的有关要求,有利于适应国际贸易;同时本规范又能够满足蜂窜电话对锂离子电池的技术性能和环境使用的要求,将更好地促进蜂窜电话用锂离子电池的发展。 本标准由中华人民共和国信息产业部提出。 本标准由信息产业部电子工业标准化研究所归口。 本标准由天津力神电池股份有限公司、摩托罗拉(中国)电子有限公司、世界通集团有限公司、福建飞毛腿集团有限公司、广州三联电子移动通讯发展中心共同主办。 本标准由天津力神电池股份有限公司负责起草。 本标准主要起草人苏金然、王勃、郭泉增。 1.范围 本标准规定了蜂窝电话用锂离子电池的定义、技术要求、试验方法、检验规则及包装、标志、运输、贮存。 本标准适用于蜂窝电话用锂离子电池(以下简称电池)。 2.引用标准 下列标准所包含的条文,通过在标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB191——90 包装储运图示标志 GB2900.11——88 蓄电池名词术语 GB2828——1987 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查) GB2829——1987 周期检查计数抽样程序及抽样表(适用于生产过程稳定性的检查) 3.定义 本规范采用GB2900.11中规定的名词术语和下列定义。 3.1蜂窝电话用锂离子电池 指由一个或多个锂离子单体电池及其附件组合而成的组合电池。 3.2充电限制电压 按生产厂家规定,电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。 3.3n n是指蜂窝电话用锂离子电池中串联的电池只数。 4.要求 4.1外观 电池外表面应色泽均匀﹑清洁,无划痕及机械损伤,插入蜂窝电话时手感光滑无阻塞,松紧适度,与蜂窝电话配合良好,锁扣可靠。 4.2额定容量 电池按5.3.2.2规定进行放电,放电容量应不小于电池上标识的额定容量。 4.3 1C5A放电容量 电池按5.3.4规定进行放电,放电时间应不小于4.5h。 4.4高温性能 电池按5.3.5规定进行高温放电,电池放电时间应不小于54min,电池外观应无变形、无爆裂。 4.5低温性能 电池按5.3.6规定进行低温放电,电池放电时间应不小于3.5h,电池外观应无变形、无爆裂。 4.6荷电保持能力 电池按5.3.7规定,进行荷电保持能力试验,其放电时间应不小于4.25h。 4.7循环寿命

锂离子电池高倍率放电性能研究

图1 双极耳电池电极片示意图 Fig.1Schematicdiagramofelectrodepatch 收稿日期:2005-08-21 作者简介:唐致远(1946—),男,安徽省人,教授,博士生导师,主要研究方向为应用电化学。 Biography:TANGZhi-yuan(1946—),male,professor. 锂离子电池高倍率放电性能研究 唐致远1,谭才渊1,陈玉红1,崔燕1,薛建军2 (1.天津大学化工学院应用化学系,天津300072;2.广州鹏辉电池有限公司,广东广州511483) 摘要:对锂离子电池高倍率放电性能进行了研究。发现电池设计对锂离子电池放电性能具有较大的影响,设计了一种新型的锂离子电池的电极。研究了电极活性物质与导电剂、粘结剂的配比,电极片的面密度、压实密度对锂离子电池高倍率放电性能的影响,通过实验研究得到了一种高倍率放电性能良好的锂离子电池,该电池放电容量高,放电平台平滑,平台电压较高,循环性能较好,且电池放电时表面温度不高。分析锂离子电池高倍率放电循环曲线时发现了放电容量变化的一个规律,给出了针对锂离子电池高倍率放电的一种充、放电制度。关键词:锂离子电池;高倍率;放电;极耳中图分类号: TM912.9文献标识码:A 文章编号:1002-087X(2006)05-05 Researchonhighratedischargeforlithiumionbattery TANGZhi-yuan1,TANCai-yuan1,CHENYu-hong1,CUIYan1,XUEJian-jun2 (1.DepartmentofAppliedChemistry,SchoolofChemicalEngineeringandTechnologyTianjinUniversity,Tianjin300072,China; 2.GreatPowerBatteryCo.Ltd,GuangzhouGuangdong511483,China) Abstract:Thispaperresearchedonhighratedischargeperformanceinlithiumionbattery.Batterydesigninfluencedon thehighratedischargeperformancesincerely,thenanewdesignaboutlithiumionbatterycameforth.Theelectrodematerialingredient,surfacedensityandthicknessofelectrodewereresearched.Thispaperfoundafavorablehighratedischargeperformancelithi-umionbattery,whichhadhighdischargecapacity,flatvoltage,preferablecycleperformanceandlowtemperaturewhendis-charging.Aruleondischargecapacitywasfound,andachargeanddischargesystemforhighratedischargelithiumionbatterywasrecommended. Keywords:lithiumionbattery;highrate;discharge;lead 当前,锂离子电池行业发展迅速,随着电子产品的发展,对锂离子电池也提出了更高的要求。电动汽车市场展现出蓬勃的发展势头[1 ̄4],需要放电电流较大、功率较高的锂离子电池,许多小型电器也要求能够高倍率放电,小电流放电锂离子电池已不能完全满足市场的需求。虽然,氢镍电池高倍率放电研究发展较早,但是其电压较低,质量比容量及体积比容量与锂离子电池相比均较低,因此,在一些对电池电压、质量、体积等要求严格的电器中,都对锂离子电池寄予厚望。 1实验 1.1电极制备 正极活性物质LiCoO2,与鳞片石墨、碳黑、乙炔黑混合,以 聚偏氟乙烯(PVDF)作为粘结剂配制成浆料。负极活性材料为石墨,添加乙炔黑,以羧甲基纤维素钠(CMC)为粘结剂,混合制成浆料。将正、负极浆料分别涂布于铝箔、铜箔上,然后干燥辊压制成正、负极片。电解液为1.0mol/LLiPF6/碳酸乙烯酯(EC)-碳酸二甲酯(DMC)(1∶1)(广州市天赐高新材料科技有限公司),隔膜为聚丙烯微孔膜(Celgard2400),厚度为0.025mm。 1.2电极及电池设计 以063465软包装液态锂离子电池为研究对象,制作两类电池:(1)正、负极片分别焊接一个极耳(本文称为单极耳电池)。(2)正、负极片分别焊接两个极耳(本文称为双极耳电池)。(如图1所示)。单极耳和双极耳电池的封口处侧视图如图2所示。 a.极耳;b.极耳胶 A.极耳胶1;a.极耳1; B.极耳胶2;b.极耳2 图2两种设计电池封口处侧视图 Fig.2Sideviewofbatteryseal

后锂离子电池

【后锂电池】(序):钠电池及有机电池开发火热 【日经BP社报道】“第53届电池研讨会”于2012年11月14~16日成功举办。2300多名电池研发人员齐聚福冈会场,以提高锂离子充电电池容量为目标的新一代正负极材料相关的演讲接连不断;钠离子充电电池、全固体电池及有机充电电池等“后锂离子充电电池”相关的发表也盛况空前,甚至出现了站着听讲的情况。 大型电池的市场需求日益高涨。对此起推动作用的包括今后有望普及的纯电动汽车,以及2011年3月11日发生东日本大地震后备受关注的定置用蓄电系统中使用的大型充电电池。 此前的研发主角一直是用于便携终端的充电电池。但是,由于每台产品所需要的电池容量和性能大大超出便携用途,所以用于汽车及定置用途的大型电池逐渐成为研究的主要对象。 汽车和定置用途等使用的大型电池除了便携终端用电池所要求的高容量化之外,对长寿命化和高安全性也有很高的要求(图1)。比如寿命,便携终端用锂离子充电电池只要能在产品约为2年的换购周期内维持性能即可。而大型电池则必须保证10年或20年的更长期间。 图1:面向汽车用途和定置市场发生变化的电池开发 汽车用途和定置市场今后将迅速扩大,因此电池开发也开始发生巨变。不仅是高容量化,从安全性和寿命的角度出发,全固体电池开始受到关注。此外,由于资源问题,钠离子电池的开发加速。

据调查公司富士经济的调查结果,虽然纯电动汽车(EV)目前的市场规模为每年几万辆,但“2020年以后会逐渐扩大,到2030年全球的EV将达到1374万辆”。预计定置用途的用量也将随着可再生能源的普及而成倍增长。 充电电池市场激增的负面影响是可能出现资源短缺问题。尤其是稀有金属锂(Li),业内一致认为“总有一天锂也会出现供应短缺的问题”(某电池相关人士)。 另外,越来越多的研究人员开始开发不使用钴(Co)和镍(Ni)等高价材料的充电电池,这些材料目前多被用于作为锂离子充电电池的正极材料。 2012年11月14~16日举办的日本最大规模的电池学会——“第53届电池研讨会”上就鲜明地显示出了这种立足于未来的研发趋势。 钠离子充电电池发表激增 本届研讨会的发表数量大幅增加的内容是不使用锂的钠离子充电电池。发表件数增加到了上届的3倍(参照下图)。采用资源丰富的钠有望大幅降低成本。

锂电池的国家标准

锂电池的国家标准 Prepared on 24 November 2020

1、锂离子电池标称电压(),充电截止电压(,根据电芯的厂牌有不同的设计)。(锂离子电芯规范的说法是:锂离子二次电池) 2、对锂离子电池充电要求(GB/T18287 2000规范):首先恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到(),改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到时,认为充电终止。(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA ,注意是mA而不是mAh,就是10mA。)当然,规范的表示方式是,我这里简化了。 3、为什么认为为充电结束:这是国家标准GB/T18287-2000所规定的,也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束,邮电部行业标准YD/T998-1999也是这样规定的,即不管电池容量多大,停止电流都是20mA。国标规定的有助于充电更饱满,对厂家一方通过鉴定有利。另外,国标规定了充电时间不超过8小时,就是说即使还没有达到,8小时到了,也认为充电结束。(质量没问题的电池,都应在8小时内达到,质量不好的电池,等下去也无意义) 4、怎样区别电池是还是:消费者是无法区分的,这要看电芯生产厂家的产品规格书。有些牌子的电芯是和通用的,比如A&TB(东芝),国内厂家基本是,但也有例外,比如天津力神是(但目前也是按了)。 5、把的电芯充电到会怎么样:会使电池容量提高,感觉很好用,待机时间增加,但会减短电池的使用寿命。比如原来500次,减少到300次。同样道理,把的电芯过充,也会减短寿命。锂离子电芯是很娇嫩的。 6、既然电池内有保护板,我们是否就可以放心了呢:不是,因为保护板的截止参数是(这还是好的,差的要到,保护板是应付万一的,假如每次都过充,电池也会很快衰减的。 7、多大的充电电流算是合适的:理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。国标规定的低倍率充电是(仲裁充电制式),还以上面的1000mAh容量的电池为例,就是200mA ,那么我们可以估计出这只电池5个多小时可以充饱。(容量mAh=电流mA×时间h)国家技术监督部门鉴定锂电容量,是以1C的高倍率充电,以的低倍率放电,以时间计算出容量值,试验次数5次,有1次容量达到试验结束。(就是有5次机会,如果第一次试验就合格了,后面的4次不做)检测之前允许有一次预循环,就是以1C恒流充电至即停止,而没有后面的恒压到的过程,更没有14小时。 8、锂离子电池能承受多大的充电电流:厂家试验时可以很高,但国标高倍率规定为1C,还以上面的电池为例,1个多小时即可充满。这么大的充电电流,电池能承受吗对于目前的锂离子电芯,是小意思而已。目前没有对充电器的国家标准,所执行的是邮电部行业标准YD/T998 1999/2,里面规定了充电器的电流不得大于1C。 9、寿命是怎样规定的:简单说是指电池经过N次1C充、1C放电后,容量下降到70%,此时的N 就是寿命。并不是说300次还可以用,301次就不能用了。国标规定寿命不得小于300次。我们平时使用的条件没有检测时这么严酷,寿命会更长。 鼓起来就是过充的表现,不过像这种电子产品,是应该具备过充保护功能;过放保护功能;短路保护功能;过流保护功能的。 简短点的: 技术参数:过充门限±50mV、过充延时75mS、过充释放、过放门限±50mV 、过放延时10mS、静态功耗<5uA、工作电流2A、过流保护值3A;短路延时时间4~12ms;

最全最经典的锂离子电池容量衰减原因分析

本质原因 锂离子电池在两个电极间发生嵌入反应时具有不同的嵌入能量,而为了得到电池的最佳性能,两个宿主电极的容量比应该保持一个平衡值。在锂离子电池中,容量平衡表示成为正极对负极的质量比,即: γ=m+/m-=ΔxC-/ΔyC+ 式中C指电极的理论库仑容量,Δx、Δy分别指嵌入负极及正极的锂离子的化学计量数。从上式可以看出,两极所需要的质量比依赖于两极相应的库仑容量及其各自可逆锂离子的数目。一般说来,较小的质量比导致负极材料的不完全利用;较大的质量比则可能由于负极被过充电而存在安全隐患。总之在最优化的质量比处,电池性能最佳。 对于理想的Li-ion电池系统,在其循环周期内容量平衡不发生改变,每次循环中的初始容量为一定值,然而实际上情况却复杂得多。任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应都可能导致电池容量平衡的改变,一旦电池的容量平衡状态发生改变,这种改变就是不可逆的,并且可以通过多次循环进行累积,对电池性能产生严重影响。 在锂离子电池中,除了锂离子脱嵌时发生的氧化还原反应外,还存在着大量的副反应,如电解液分解、活性物质溶解、金属锂沉积等,如图1所示。Arora等[3]将这些容量衰减的过程与半电池的放电曲线对照起来,使得我们可以清楚地看出电池工作时发生容量衰减的可能性及其原因,如图2所示。 一、过充电 1、石墨负极的过充反应: 电池在过充时,锂离子容易还原沉积在负极表面:Li++e→Li(s),沉积的锂包覆在负极表面,阻塞了锂的嵌入。导致放电效率降低和容量损失,原因有: ①可循环锂量减少; ②沉积的金属锂与溶剂或支持电解质反应形成Li2CO3,LiF 或其他产物; ③金属锂通常形成于负极与隔膜之间,可能阻塞隔膜的孔隙增大电池内阻。 ④由于锂的性质很活泼,易与电解液反应而消耗电解液.从而导致放电效率降低和容量的损失。 快速充电,电流密度过大,负极严重极化,锂的沉积会更加明显。这种情况容易发生在正极活性物相对于负极活性物过量的场合, 但是,在高充电率的情况下,即使正负极活性物的比例正常,也可能发生金属锂的沉积。 2、正极过充反应 当正极活性物相对于负极活性物比例过低时,容易发生正极过充电。 【李伟善】 正极过充导致容量损失主要是由于电化学惰性物质(如Co3O4,Mn2O3 等)的产生,破坏了电极间的容量平衡,其容量损失是不可逆的。 (1)LiyCoO2 LiyCoO2→(1-y)/3[Co3O4+O2(g)]+yLiCoO2 y<0.4 【电源网】【李伟善】【黄可龙】 同时正极材料在密封的锂离子电池中分解产生的氧气由于不存在再化合反应(如生成H2O)与电解液分解产生的可燃性气体同时积累,后果将不堪设想。【电源网】【黄可龙】 (2)λ-MnO2 锂锰反应发生在锂锰氧化物完全脱锂的状态下: λ-MnO2→Mn2O3+O2(g)【李伟善】【黄可龙】

锂电池的国家标准

锂电池的国家标准 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

1、锂离子电池标称电压(),充电截止电压(,根据电芯的厂牌有不同的设计)。(锂离子电芯规范的说法是:锂离子二次电池) 2、对锂离子电池充电要求(GB/T18287 2000规范):首先恒流充电,即电流一定,而电池电压随着充电过程逐步升高,当电池端电压达到(),改恒流充电为恒压充电,即电压一定,电流根据电芯的饱和程度,随着充电过程的继续逐步减小,当减小到时,认为充电终止。(C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法,如电池是1000mAh的容量,1C就是充电电流1000mA ,注意是mA而不是mAh,就是10mA。)当然,规范的表示方式是,我这里简化了。 3、为什么认为为充电结束:这是国家标准GB/T18287-2000所规定的,也是讨论得出的。以前大家普遍以20mA为结束,邮电部行业标准YD/T998-1999也是这样规定的,即不管电池容量多大,停止电流都是20mA。国标规定的有助于充电更饱满,对厂家一方通过鉴定有利。另外,国标规定了充电时间不超过8小时,就是说即使还没有达到,8小时到了,也认为充电结束。(质量没问题的电池,都应在8小时内达到,质量不好的电池,等下去也无意义) 4、怎样区别电池是还是:消费者是无法区分的,这要看电芯生产厂家的产品规格书。有些牌子的电芯是和通用的,比如A&TB(东芝),国内厂家基本是,但也有例外,比如天津力神是(但目前也是按了)。 5、把的电芯充电到会怎么样:会使电池容量提高,感觉很好用,待机时间增加,但会减短电池的使用寿命。比如原来500次,减少到300次。同样道理,把的电芯过充,也会减短寿命。锂离子电芯是很娇嫩的。 6、既然电池内有保护板,我们是否就可以放心了呢:不是,因为保护板的截止参数是(这还是好的,差的要到,保护板是应付万一的,假如每次都过充,电池也会很快衰减的。 7、多大的充电电流算是合适的:理论上越小对电池越有好处。但你总不能为了一块电池充电等3天吧。国标规定的低倍率充电是(仲裁充电制式),还以上面的1000mAh容量的电池为例,就是200mA ,那么我们可以估计出这只电池5个多小时可以充饱。(容量mAh=电流mA×时间h)国家技术监督部门鉴定锂电容量,是以1C的高倍率充电,以的低倍率放电,以时间计算出容量值,试验次数5次,有1次容量达到试验结束。(就是有5次机会,如果第一次试验就合格了,后面的4次不做)检测之前允许有一次预循环,就是以1C恒流充电至即停止,而没有后面的恒压到的过程,更没有14小时。 8、锂离子电池能承受多大的充电电流:厂家试验时可以很高,但国标高倍率规定为1C,还以上面的电池为例,1个多小时即可充满。这么大的充电电流,电池能承受吗对于目前的锂离子电芯,是小意思而已。目前没有对充电器的国家标准,所执行的是邮电部行业标准YD/T998 1999/2,里面规定了充电器的电流不得大于1C。 9、寿命是怎样规定的:简单说是指电池经过N次1C充、1C放电后,容量下降到70%,此时的N 就是寿命。并不是说300次还可以用,301次就不能用了。国标规定寿命不得小于300次。我们平时使用的条件没有检测时这么严酷,寿命会更长。 鼓起来就是过充的表现,不过像这种电子产品,是应该具备过充保护功能;过放保护功能;短路保护功能;过流保护功能的。 简短点的: 技术参数:过充门限±50mV、过充延时75mS、过充释放、过放门限±50mV 、过放延时10mS、静态功耗<5uA、工作电流2A、过流保护值3A;短路延时时间4~12ms;

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