锂电池和铅酸蓄电池优劣势比较

锂电池和铅酸蓄电池优劣势比较
锂电池和铅酸蓄电池优劣势比较

锂电池和铅酸蓄电池的优劣势比较相比发展成熟的铅酸蓄电池,锂离子电池的单位重量储能高,价格也不昂贵,基本无毒。因此现在的新能源汽车普遍倾向于采用新型锂电池。

锂离子电池简单说来就是锂电池,在新能源汽车、电动车局部车型已被广泛使用,对于锂离子电池第一次充电,锂离子电池充电时间和方法的问题,锂电池观光小火车厂家武汉蒂森在此与大家进行说明。

锂离子电动车电池正确使用方法

锂电池正确使用方法其实归结起来就一下3点,DISING观光小火车对下述3大充放电问题进行了归纳:

1、按照标准的时间和程序充电,即使是前三次也要如此进行;(特别是不要进行超过12个小时的超长充电)

2、当电动车行驶过程中锂电池出现电量过低提示时,应该尽快及时给锂电池充电。(PS:这里强烈不建议快速充电站,超级损坏电池。市面上有关电池电量用完再充和电池长时间充电的说法不是全部都对,这也要看电池的种类,对于“尽量把电动车电池的电量用完,最好用到跑不了路”的做法,其实只是用在镍电池上,目的当然就是避免电池记忆效应发生。)

3、锂电池电动车激活并不需要特别的方法,在电动车行驶中锂电池会自然激活。如果你刻意要用流传的“前三次12小时长充电激活”方法的话,只会徒劳无功,没有任何效果。

锂离子电动车电池错误使用方法

一味地追求12小时超长充电和锂电池电量用到自动没电的做法,都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的,请你及时改正。

锂离子电池日常维护保存

锂原电池自放电很低,一般可保存3年之久,在冷藏的条件下保存,效果会更好。将锂原电池存放在低温的地方,不失为是一个很好的方法。

锂离子电池在20℃下可储存半年以上,这是由于它的自放电率很低,而且大部分容量可以恢复。锂电池存在的自放电现象,如果电池电压在3.6V以下长时间保存,会导致电池过放电而破坏电池内部结构,减少电池寿命。因此长期保存的锂电池应当每3~6个月补电一次,即充电到电压为3.8~3.9V(锂电池最佳储存电压为3.85V左右)为宜,不宜充满。锂电池的应用温度范围很广,在北方的冬天室外,仍然可以使用,但容量会降低很多,如果回到室温的条件下,容量又可以恢复,受一定的温度影响。锂原电池与锂离子电池不同,它不能充电,充电十分危险。其他注意事项,与锂离子电池相当。

铅酸电池的特性:

1. 车辆行驶时震动大,蓄电池极板容易脱粉;

2. 存储时间短,自放电大;经常车子停开几天,电池就没有电,不能起动发动机。

3. 高温情况下,自放电大,失水率高,蓄电池寿命缩短;

4. 低温情况下,蓄电池起动困难;

5. 端柱与壳体受热膨胀系数不同,会产生缝隙,有酸雾渗出;

6. 铅酸蓄电池对环境污染严重;

7. 充电时间慢,可用电容量小;常表现为汽车电能不足,不能驱动汽车其它用电器的正常工作;

8. 使用寿命短,一般一到两年必需更换新的电池;质量差的或者使用不当,三到四个月就要换新电池。

锂离子电池的特性:

1. 使用中电压平稳。因为电池中有特殊的电路设计,以及电池充电速度快。

2. 循环寿命长:经实验测试,充放电可以达3000次以上。

3. 自放电率小:每月1.5%左右。

4. 充电速度快:20分钟可以充饱和

5. 瞬间放电电流大:能满足低温冷启动要求。

6. 低温特性好,特别在寒冷的冬天效果明显比铅酸电池好。

从上面比较可以看出。锂离子电池充放电特性要比铅酸电池好。自放电率小比铅酸电池小。这样。在汽车运行中,给交流发电机带来飞负荷会小很多。另外,锂离子电池的电压平台要比铅酸电池高。铅酸电池一般保持在12V~12.8V之间。锂离子电池一般保持在13.2V以上。且比铅酸电池平稳。这样,对汽油发动机的点火火花会产生影响。能促进可然混合气体的燃烧充分。

阀控式密封和免维护铅酸蓄电池的寿命影响

阀控式密封和免维护铅酸蓄电池的寿命影响 摘要:本文讨论了阀控式密封和免维护铅酸蓄电池作为太阳能灯具、光伏电站和光伏户用系统的储能电源,在全天候运行时的耐候性问题,即自然环境下温度对蓄电池寿命、容量的影响,以及光伏系统储能铅酸蓄电池研究、开发。 关键词:VRLA蓄电池胶体铅酸蓄电池免维护铅酸蓄电池环境温度蓄电池寿命蓄电池容量蓄电池研发方向 近年来,太阳电池的光伏发电技术得到了世界各国的高度重视。从欧美的太阳能光伏“屋顶计划”到我国的西部光伏发电项目。太阳能光伏发电已经显示了其强劲的发展势头。随着光伏发电技术的发展和低成本光伏组件的产业化,太阳能灯具、光伏电站和光伏户用电源,均要求蓄电池供应商能够提供全天候运行的蓄电池,而目前光伏系统多采用阀控式密封铅酸蓄电池(以下简称铅酸蓄电池缩写为VRLAB)胶体铅酸蓄电池和免维护铅酸蓄电池(不是VRLA蓄电池)作为储能电源。耐候性是指蓄电池适应自然环境的特性。本文主要讨论自然环境下温度对蓄电池寿命、容量的影响及解决方法,以及储能铅酸蓄电池研究发展方向。上述三种产品在河北奥冠电源公司已批量生产,山东皇明太阳能公司做储能蓄电池已配套应用,现场试验效果很好。 一、温度对铅酸蓄电池寿命的影响 VRLA铅酸蓄电池受温度影响较大,按阿里纽斯原理,在大于40℃,温度升高10度,寿命降低一倍,寿命终止的主要原因是:(一)硫酸电解液干涸;(二)热失控;(三)内部短路等。(一)硫酸电解液干涸: 硫酸电解液作为参加化学反应的电解质,在铅酸蓄电池中是容量的主要控制因素之一。酸液干涸将造成电池容量降低,甚至失效。造成电池干涸失效这一因素是铅酸电池所特有的。酸液干涸的原因:(1)气体再化合的效率偏低,析氢析氧、水蒸发;(2)从电池壳体内部向外渗水;(3)控制阀设计不当;(4)充电设备与电池电压不匹配,电池电压过高、发热、失水、干涸而失效。 VRLA铅酸蓄电池受到上述(1)(2)(3)(4)四种因素的影响,其中(2)(3)(4)三种因素引起的失水速度随环境温度的上升而加快,从而加速了铅酸蓄电池以干涸方式失效。酸液干涸是影响VRLA铅酸蓄电池寿命的致命因素,VRLA蓄电池不适于在35℃以上高温条件下使用。 (二)热失控: 蓄电池在充放电过程中一般都产生热量。充电时正极产生的氧到达负极,与负极的绒面铅反应时会产生大量的热,如不及时导走就会使蓄电池温度升高。蓄电池若在高温环境下工作,其内部积累的热量就难以散发出去,就可能导致蓄电池产生过热、水损失加剧,内阻增大,更加发热,产生恶性循环,逐步发展为热失控,最终导致蓄电池失效。 VRLA铅酸蓄电池由于采用了贫液式紧装配设计,隔板中保持着10%的孔隙酸液不能进入,因而电池内部的导热性极差,热容量极小。VRLA铅酸蓄电池之所以在高温环境下非凡分类生热失控,是由于安全阀排出的气体量太少,难以带走电池内部积累的热量。热失控的巨热将使蓄电池壳体发生严重变形、胀裂、蓄电池彻底失效。 (三)内部短路:由于隔膜物质的降解老化穿孔,活性物质的脱落膨胀使两极连接,或充电过程中生成枝晶穿透隔膜等引起内部短路。深放电之后的蓄电池,其吸附式隔板易出现铅绒或弥散型沉淀,或形成枝晶,导致正负极板微短路。 由于VRLA铅酸蓄电池的负极冗余设计,充电的初、中期充电效率比正极板充电效率高,所以在正极板析氧之前,负极已生成足够的绒面铅,用于使氧进行再化合。在制作蓄电池过程中,以负极活性物质的量作为控制因素,可以减缓电池性能的恶化。

四种主要的锂电池正极材料

四种主要的锂电池正极材料 LiCoO2 锂离子从LiCoO2中可逆脱嵌量最多为0.5单元.Li1-xCoO2在x=0.5附近发生可逆相变,从三方对称性转变为单斜对称性。该转变是由于锂离子在离散的晶体位置发生有序化而产生的,并伴随晶体常数的细微变化。但是,也有人在x=0.5附近没有观察到这种可逆相变。当x>0.5时,Li1-x CoO2在有机溶剂中不稳定,会发生释氧反应;同时CoO2不稳定,容量发生衰减,并伴随钴的损失。该损失是由于钴从其所在的平面迁移到锂所在的平面,导致结构不稳定,使钴离子通过锂离子所在的平面迁移到电解质中。因此x的范围为0≤x≤0.5,理论容量为156mA·h/g。在此范围内电压表现为4V左右的平台。当LiCoO2进行过充电时,会生成新的结构 当校子处于纳米范围时,经过多次循环将产生阳离子无序,部分O3相转变为立方尖晶石相结构,导致容量衰减。粒子小时,由于锂离子的扩散路径短,形成的SEI膜较粒子大的稳定,因此循环性能好。例如,70nm的粒子好于300nm 的粒子。粒子大小对自放电也具有明显影响。例如粒子小,自放电速率快。粒径分布窄,粒子的球形性越好,电化学性能越佳。最佳粒子大小取决于电池的要求。 尽管LiCoO 与其它正极材料相比,循环性能比较优越,但是仍会发生衰减, 2 对于长寿命需求的空间探索而言,还有待于进一步提高循环性能。同时。研究过经过长时期的循环后,从层状结构转变为立方尖晶石结构,特别程发现,LiCoO 2 是位于表面的粒子;另外,降低氧化钴锂的成本,提高在较高温度(<65℃)下的循环性能和增加可逆容量也是目前研究的方向之一。采用的方法主要有掺杂和包覆。 作为锂离子电池正极材料的锂钴氧化物能够大电流放电,并且放电电压高,放电平稳,循环寿命长。.因此成为最早用于商品化的锉离子蓄电池的正极材料,亦是目前广泛应用于小型便携式电子设备(移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等)的正极材料。LiCoO2具有a-NaFeO2型二维层状结构,适宜于锂离子在层间的嵌人和脱出,理论容量为274 mA·h/g。在实际应用中,该材料电化学性能优异,热稳定性好,且初次循环不可逆容量小。实际可逆容量约为120~150 mA·h/g,即可逆嵌人/脱出晶格的锂离子摩尔百分数接近55 %。 在过充电条件下,由于锂含量的减少和金属离子氧化水平的升高,降低了材料的稳定性。另外由于Co原料的稀有,使得LiCoO2的成本较高。 LiCoO2生产工艺相对较为简单,其传统的合成方法主要有高温固相合成法和低温固相合成法。 高沮固相合成法通常以Li2CO3和CoCO3为原料,按Li/Co的摩尔比为1:1配制,在700~900℃下,空气氛围中灼烧而成。也有采用复合成型反应生成LiCoO2前驱物,然后在350~450℃下进行预热处理,再在空气中于700~850℃下加热合成,所得产品的放电容量可达150 mA·h/g。唐致远等以计量比的钴化合物、锂化合物为合成原料在有机溶剂乙醇或丙酮的作用下研磨混合均匀,先在450℃的温度下处理6h.,待冷却后取出研磨,然后再在6~10 MPa压力下压成块状,最后在900℃的温度下合成12~36 h而制得。日本的川内晶介等用Co3O4和Li2 CO3做原料,按化学计量配合在650℃灼烧10h制的温定的活性物质。章福平等按计量将分析纯LiNO3和Co(NO3)2·6H2O混匀,加适量酒石酸,用氨水调

蓄电池修复技术原理与方法

蓄电池修复技术原理与方法 蓄电池修复技术原理与方法 电池又称化学电源,是能为用电器提供直流电源的装置,化学电源是通过氧化--还原的电化学反应,将化学能转化为电能.一次电池是一次性应用的电池,二次电池是可多次反复使用的电池,因此这里的二次实际上是多次的意思.二次电池又称为可充电电池或蓄电池. 相对于零电平或某一基准电平幅值为正的脉冲叫正极性脉冲,简称正脉冲,反之,则为负脉冲.正负脉冲按一定占空比出现的称组合脉冲.二十世纪以来,随着人们对负脉冲的认识的不断提高,负脉冲的应用范围不断扩大,在许多领域都得到了广泛的应用,如:能源.医疗.勘探.等. 我公司经过多年努力研制出微电脑语音系列修复机.微电脑快系列速充电站.对各种废旧蓄电池的修复与维护具有良好的效果.下面以铅酸蓄电池和锂离子电池为例.介绍一下微电脑语音系列修复机.微电脑快系列速充电站对蓄电池的维护与修复原理: 基础部分 一. 铅酸蓄电池 铅酸蓄电池是蓄电池的一种.以其低廉的价格(镉镍电池的六分之一~~`~~五分之一), 良好的高倍率放电性能,应用非常广泛,如汽车、摩托车、火车、轮船、通信以及UPS等均需运用.铅酸蓄电池主要由正极板、负极板、电解液、容器、极柱、隔膜、可导电的物质等组成. (一) 正极板(正极活性物质) 正极板活性物质的主要成分是二氧化铅.具有较强的氧化性,放电时,与硫酸发生反应生成硫酸铅,并吸收电子,二氧化铅有两种类型晶格,一种是α—Pb02 另一种是β—Pb02.这两种二氧化铅活性物质差别很大,它们在正极板所起的作用也不相同.?—Pb02 给出的容量是α—PbO2 的1.5~~~3倍.而α—Pb02具有较好的机械强度,它的存在,正极板活性物质不宜软化脱落,只有α—Pb02 和 βα—PbO2 的比例达到0.8时,铅蓄电池会表现出良好的性能 . 正极活性物质在放电状态下,与电解质硫酸发生反应生成硫酸铅与水.其反应式如下:Pb02+3H++HSO4-+2e==PbSO4+2H2O 充电时,在外线路的作用下转化为ρbO2与H2SO4放电时,二氧化铅的ρb4+接受了负极送来的电子形成ρb+2与溶液中的硫酸根离子结合生成ρbSO4 .当硫酸铅达到一定量时,变成沉淀物附着在极板上.充电时硫酸铅中的铅离子 的电子被外线路带走转化为 二氧化铅.将水中 氢离子留在溶液中.氧离子与铅离子结合生成二氧化铅进入晶格,形成正极活性物质. (二)负极板(负极活性物质) 在铅酸蓄电池里,为了供负极活性物质充分与电解液发生反应,故将铅制成多孔海棉状,又称为海绵铅,在放电时,铅给出外线路电子形成 Pb+2 与溶液的硫酸根 结合生成硫酸铅,充电时,部分PbSO4首先溶解成Pb2+与SO4.Pb+2接受电子还原成铅进入负极活性物质晶格. ( 三)电解液

铅酸蓄电池原理和种类

铅酸蓄电池原理和种类 储能电池及器件是太阳能光伏发电系统不可缺少的存储能电能的部件,其主要功能是存储光伏发电系统的电能,并在日照量不足,夜间以及应急状态下为负载供电。常用的储能电池有铅酸蓄电池、碱性蓄电池、锂电池、超级电容,它们分别应用于不同场合或者产品中。目前应用最广是铅酸蓄电池,从19世纪50年代开发出来至今,已经有160余年的历史,目前衍生出很多种类,如富液铅酸电池、阀控密封铅酸电池、胶体电池,铅碳电池等。 一、工作原理及基本结构 铅酸电池是用铅和二氧化铅作为电池负极和正极活性物质,以稀硫酸为电解质的化学储能装置,具有电能转换效率高、循环寿命长、端电压高、安全性强、性价比高、安装维护简单等特点,目前是各类储能、应急供电、启动装置中首选的化学电源。铅酸电池的主要构成包括: 1.极板:正负极板均是以特殊的合金板栅涂敷上活性物质所得,极板在充放电时存储和释放能量,确保电池的容量和性能可靠。 2.隔板:是置放于电池正负极中间的一个隔离介质,防止电池正负极直接接触而短路的装置,不同类型的铅酸电池隔板材质不同,阀控类电池主要以AGM、PE、PVC 为主。 3.电解液:铅酸电池的电解液是用蒸馏水配制的稀硫酸,电解液在充放电时起到在正负极间传输离子的作用,因而电解液必须要没有杂质。 4.容器(电池壳盖):电池包覆的容器,电解液和极板均在容器内,主要起支撑作用,同时防止内部物质外溢,外部物质进入内部结构污染电池。 二、种类及优势 铅酸电池的工作原理就是通过电化学反应,电能和化学能之间相互转化,电极主要由铅及其氧化物制成,电解液是硫酸溶液的一种蓄电池。英语:Lead-acid battery 。 放电状态下,正极主要成分为二氧化铅,负极主要成分为铅。 充电状态下,正负极的主要成分均为硫酸铅。 铅酸蓄电池种类较多,应用在光伏储能系统中,比较多的有三种,富液型铅酸蓄电池、阀控式密封铅酸蓄电池、铅碳蓄电池等等。 2.1 富液型铅酸蓄电池

铅酸蓄电池的结构和工作原理

铅酸蓄电池的结构和工作原理 (一)铅酸蓄电池的结构 铅酸蓄电池主要由正极板组?负极板组?隔板?容器和电解液等构成,其结构如下图所示: 1.极板 铅酸蓄电池的正?负极极板由纯铅制成,上面直接形成有效物质,有些极板用铅镍合金制成栅架,上面涂以有效物质?正极(阳极)的有效物质为褐色的二氧化铅,这层二氧化铅由结合氧化的铅细粒构成,在这些细粒之间能够自由地通过电解液,将正极材料磨成细粒的原因是可以增大其与电解液的接触面积,这样可以增加反应面积,从而减小蓄电池的内阻?负极(阴极)的有效物质为深灰色的海绵状铅?在同一个电池内,同极性的极板片数超过两片者,用金属条连接起来,称为极板组

或极板群?至于极板组内的极板数的多少,随其容量(蓄电能力)的大小而异?为了获得较大的蓄电池容量,常将多片正?负极板分别并联,组成正?负极板组,如下图所示: 安装时,将正?负极板组相互嵌合,中间插入隔板,就形成了单格电池?在每个单格电池中,负极板的片数总要比正极板的片数多一片,从而使每片正极板都处于两片负极板之间,使正极板两侧放电均匀,避免因放电不均匀造成极板拱曲? 2.隔板 在各种类型的铅酸蓄电池中,除少数特殊组合的极板间留有宽大的空隙外,在两极板间均需插入隔板,以防止正?负极板相互接触而发生短路?这种隔板上密布着细小的孔,既可以保证电解液的通过,又可

以阻隔正?负极板之间的接触,控制反应速度,保护电池?隔板有木质?橡胶?微孔橡胶?微孔塑料?玻璃等数种,可根据蓄电池的类型适当选定?吸附式密封蓄电池的隔板是由超细玻璃丝绵制作的,这种隔板可以把电解液吸附在隔板内,吸附式密封蓄电池的名称也是由此而来的? 3.容器 容器是用来盛装电解液和支撑极板的,通常有玻璃容器?衬铅木质容器?硬橡胶容器和塑料容器四种?容器用于盛放电解液和极板组,应该耐酸?耐热?耐震?容器多采用硬橡胶或聚丙烯塑料制成,为整体式结构,底部有凸起的肋条以搁置极板组?壳内由间壁分成3个或6个互不相通的单格,各单格之间用铅质联条串联起来?容器上部使用相同材料的电池盖密封,电池盖上设有对应于每个单格电池的加液孔,用于添加电解液和蒸馏水以及测量电解液密度?温度和液面高度? 4.电解液 铅酸蓄电池的电解液是用蒸馏水稀释高纯浓硫酸而成的?它的密度高低视铅蓄电池类型和所用极板而定,一般在15℃时为1.200~1.300g/cm3?蓄电池用的电解液(稀硫酸)必须保持纯净,不能含有危害铅酸蓄电池的任何杂质?电解液的作用是给正?负电极之间流动的离子创造一个液体环境,或者说充当离子流动的介质?电解液的相对密度对蓄电池的工作有重要影响,相对密度大,可减少结冰的危险并提

谈一谈锂离子电池正极材料常见的失效形式以及相应的预防措施

谈一谈锂离子电池正极材料常见的失效形式以及相应的预防措施摘要: 锂离子电池的性能与正极材料的质量息息相关,该文介绍了几种对锂离子电池性能有显著影响的正极材料的失效形式,如混入金属异物、水分超标、批次一致性差等,阐明了这些失效形式对电池性能造成的严重危害,以及从质量管理角度对如何避免这些失效的发生进行了说明,为进一步预防质量问题的发生、提高锂离子电池的品质作出有力保证。 众所周知,正极材料是锂离子电池的关键核心材料之一,其性能直接影响了锂离子电池的各项性能指标,目前已经市场化的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品[1] 。相比于锂离子电池的其他原材料,正极材料的品种更加多样化,生产工艺也更加复杂,品质失效的风险也就更大,因而对其质量管理的要求也就更高。该文从材料使用者的角度谈一谈锂离子电池正极材料常见的失效形式以及相应的预防措施。 1 正极材料中混入金属异物 当正极材料中存在铁(Fe )、铜(Cu )、铬(Cr )、镍(Ni)、锌(Zn)、银(Ag)等金属杂质时,电池化成阶段的电压达到这些金属元素的氧化还原电位后,这些金属就会先在正极氧化再到负极还原,当负极处的金属单质累积到一定程度,其沉积金属坚硬的棱角就会刺穿隔膜,造成电池自放电[ 2 ] 。自放电对锂离子电池会造成致命的影响,因而从源头上防止金属异物的引入就显得格外重要。 正极材料生产工序较多,制造过程中的每一个环节都会有金属异物引入的风险,这就对材料供应商的设备自动化程度及现场质量管理水平提出了更高要求。但材料供应商往往由于成本限制,其设备自动化程度较低,生产制造工序断点较多,不可控的风险增加。因此,电池制造商为了保证电池性能稳定,预防自放电发生,必须推动材料供应商从人、机、料、法、环五大方面防止金属异物引入。 首先从人员管控开始,应禁止员工携带金属异物进入车间,禁止佩戴首饰,进入车间应着工作服、工作鞋,戴手套,避免接触金属异物后再接触粉料。要建立监督检查机制,培养员工的质量意识,使其自觉遵守并维护车间环境。

第一章 铅酸蓄电池的常识

第一章铅酸蓄电池的常识 1. 电池的构成 任何一种电池均有四个主要的部件组成:两个不同材料的电极、电解液、隔膜和外壳。 对于铅酸蓄电池来说,正极活性物质是二氧化铅(PbO2,暗红色),负极活性物质是铅(Pb,灰色),正负极集流体都是板栅,电解质是硫酸(H2SO4)。 动力电池:隔膜是聚氯乙烯(PVC),外壳是聚丙烯(PP)。 起动电池:隔膜是聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE),外壳是聚丙烯(PP)。 阀控式密封电池:隔膜是玻璃纤维(AGM),外壳是ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物)。 2. 铅酸蓄电池的工作原理 PbO2 + Pb+2H2SO4 =2PbSO4 + 2H2O 随着放电的进行,硫酸不断减少,与此同时电池中又有水生成,这样就使电池中的电解液浓度不断降低;反之,在充电时,硫酸将不断生成,因此电解液浓度将不断增加。 3. 铅酸蓄电池的电性能 电池的开路电压:电池在断路时(即没有电流通过两极时),电池两极的电极电位之差,称为电池的开路电压。 电池的开路电压只取决于所组成电池的电极材料与电解液的活度和放电的温度,与电池的几何形状和尺寸大小无关。在电解液密度一定的范围内,铅酸电池的开路电压与电解液的密度有下列关系:开路电压=d+0.85,d是在电池电解液的温度下电解液的密度(g/cm3)。 根据铅酸电池中进行的反应可知,放电时随着PbO2和Pb的消耗,H2SO4也消耗,即随着放电的进行,H2SO4减少,水增加,则酸的密度降低。因此可以根据电池的开路电压估计电池的荷电状态,也可以根据电池的开路电压估计电解液的密度。 电池的内阻:是指电流通过电池内部受到的阻力,又叫全内阻。 它包括欧姆内阻和极化内阻。电池的欧姆内阻包括电极本身的电阻、电解质溶液的电阻、离子通过隔膜微孔时受到的阻力和正负极与隔离层的接触电阻等。 欧姆内阻还与电池的几何尺寸、装配的紧密程度和电池的结构等因素有关,一般电池装配越紧密、电极间距离越小,欧姆内阻就越小;对于同一类的相同结构的电池,几何尺寸大的其欧姆内阻比几何尺寸小的电池要小。 因为内阻的存在,电池的工作电压总是小于开路电压。 电池的放电电压:又称为电池的工作电压或电池的负荷电压,是指电池在放电时电池两端的电压,也可以说是电流通过外线路时,电池两电极之间的电位差。 电池放电电压的变化与放电制度有关,即放电曲线的变化还受着放电制度的影响,放电制度包括放电的电流强度I(或放电电流密度i)、放电温度T放和放电的终止电压V终。放电电流越大,工作电压下降越快;放电温度增加,放电曲线变化比较平缓,温度越低,曲线变化越大;放电终止电压是电池放电时电压下降到不能继续放电的最低工作电压,这是人为规定的。一般原则是,在低温、大电流放电时,终止电压选择要低一些;而小电流放电时,终止电压选择应稍高些。 电池的充电电压:是指电池在充电时,外电源加在电池两端的电压,充电电压随时间的变化曲线叫做充电曲线。随着充电的进行,充电电压会不断上升,对于铅酸电池,在充电后期主要进行水的分解,电池电压会稳定下来。如果采用大电流充电,则充电电压上升较快,最终达到较高的电压值。 电池的容量:是指在一定的放电制度下(即在一定的I放、T放、V终)电池所给出的电量,常用C表示,单位为安培?小时(Ah)。电池在恒流放电时,可以用C=It来计算电池的容量。对于一个做好的电池来说,影响其容量的因素是放电制度,i放越大,电池放出的容量越小;随着放电温度的增高,电池放出的容量也增大;一般是V终越高,电池放出的容量越小。

最全面铅酸蓄电池常见故障和机理分析快点动力

最全面铅酸蓄电池常见故障和机理分析 快点动力新能源 1、反极的现象及原因 铅酸蓄电池的反极系指蓄电池的正负极发生了改变,反极现象反映在两个方面,一是由于铅蓄电池在装配组装时某单格电池极群组接反或整个电池极群组接反。这种情况下会出现铅酸蓄电池灌完酸用电压表测量端电压时其端电压值小于各单体蓄电池额定电压之和的现象或出现端电压为负的现象。另一方面是铅蓄电池在容量放电时在多个串联使用中,由于某个蓄电池(或某单体蓄电池)容量较低或完全丧失容量。在放电时这个电池很快被放完电被其它电池进行反充电,使原来的负极变成正极,原来的正极变成负极,端电压出现负值的现象。 对于前一种反极故障,在测量蓄电池端电压时(多个单体电池组成的蓄电池)都可发现,若有一个单体电池反极,不仅失去该电池的2 V电压,而且还要增加2 V反电压,端电压要降低4V左右。例如,对于额定电压为12 V的电池,如测量其端电压为8 V左右,说明有1个单格电池反极。如测量其端电压为4 V左右说明有2个单格反极,如测量其端电压为-4 V左右说明有4个单格反极,如测量其端电压为-12 V说明6个单格均反极。 对于后一种反极故障,其端电压值(负值)随放电情况而不同。一般在检测时,对于这种情况要及时将蓄电池从放电线路中摘除下来,以免对蓄电池有所损坏。 2、短路现象及原因 铅酸蓄电池的短路是指铅酸蓄电池内部正负极群相连。铅酸蓄电池短路现象主要表现在以下几个方面: (1)开路电压低,闭路电压(放电)很快达到终止电压。 (2)大电流放电时,端电压迅速下降到零。 (3)开路时,电解液密度很低,在低温环境中电解液会出现结冰现象。 (4)充电时,电压上升很慢,始终保持低值(有时降为零)。 (5)充电时,电解液温度上升很高很快。 (6)充电时,电解液密度上升很慢或几乎无变化。 (7)充电时不冒气泡或冒气出现很晚。 造成铅酸蓄电池内部短路的原因主要有以下几个方面: (1)隔板质量不好或缺损,使极板活性物质穿过,致使正、负极板虚接触或直接接触。 (2)隔板窜位致使正负极板相连。 (3)极板上活性物质膨胀脱落,因脱落的活性物质沉积过多,致使正、负极板下部边缘或侧面边缘与沉积物相互接触而造成正负极板相连。 (4)导电物体落入电池内造成正、负极板相连。 (5)焊接极群时形成的“铅流”未除尽,或装配时有“铅豆”在正负极板间存在,在充放电过程中损坏隔板造成正负极板相连。 3、极板硫酸化现象及原因 极板硫酸化系是在极板上生成白色坚硬的硫酸铅结晶,充电时又非常难于转化为活性物质的硫酸铅。铅酸酸蓄电池极板硫酸化后主要有以下几种现象。

铅酸免维护蓄电池保养手册

铅酸免维护蓄电池保养手册 1、环境温度对电池的影响较大。环境温度过高,会使电池过充电产生气体,环境温度过低,则会使电池充电不足,这都会影响电池的使用寿命。因此,一般要求环境温度在25℃左右,UPS浮充电压值也是按此温度来设定的。实际应用时,蓄电池一般在5℃~35℃范围内进行充电,低于5℃或高于35℃都会大大降低电池的容量、缩短电池的使用寿命。一般情况:电池存放容量:1个月(25℃),96%。3个月,(25℃)90%。6个月(25℃),80%。 2、充电电压。由于EPS电池属于备用工作方式,市电正常情况下处于充电状态,只有停电时才会放电。为延长电池的使用寿命,EPS的充电器一般采用恒压限流的方式控制,电池充满后即转为浮充状态,每节浮充电压设置为左右。在使用温度15~30℃环境中,电池浮充使用过程容量递减。递减情况:1年容量为90%左右;2年容量为70%左右;3年容量为50%左右。 3、放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深,其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免深度放电。虽然EPS都有电池低电位保护功能,一般单节电池放电至左右时,EPS就会自动关机。但是,如果EPS处于轻载放电或空载放电的情况下,也会造成电池的深度放电。? ?4、电池在存放、运输、安装过程中,会因自放电而失去部分容量。因此,在安装后投入使用前,应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量,然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对备用搁置的蓄电池,每3个月应进行一次补充充电。可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏。以12V电池为例,若开路电压高于,则表示电池储能还有80%以上,若开路电压低于,则应该立刻进行补充充电。若开路电压低于12V,则表示电池存储电能不到20%,电池不堪使用。? 5、免维护电池由于采用吸收式电解液系统,在正常使用时不会产生任何气体,但是如果用户使用不当,造成电池过充电,就会产生气体,此时电池内压就会增大,将电池上的压力阀顶开,严重的会使电池爆裂。?? 6、电池应尽可能安装在清洁、阴凉、通风、干燥的地方,并要避免受到阳光、加热器或其他辐射热源的影响。电池应正立放置,不可倾斜角度。每个电池间端子连接要牢固。? 7、定期保养。电池在使用一定时间后应进行定期检查,如观察其外观是否异常、测量各电池的电压是否平均等。如果长期不停电,电池会一直处于充电状态,这样会使电池的活性变差。因此,即使不停电,UPS也需要定期进行放电试验以便使电池保持活性。放电试验一般可以三个月进行一次,做法是EPS带载--最好在50%以上,然后断开市电,使EPS 处于电池放电状态,放电持续时间视电池容量而言一般为几ms至几十ms,放电后恢复市电供电,继续对电池充电。? 蓄电池性能曲线:

铅酸蓄电池结构详解

铅酸蓄电池结构详解 一、蓄电池的功用 蓄电池种类较多,根据电解液不同,有酸性和碱性之分。由于铅酸蓄电池内阻小,电压稳定,在短时间内能供给较大的起动电流,而且结构简单,价格较低,所以在汽车拖拉机上被广泛采用。 蓄电池为一可逆直流电源,在汽车拖拉机上及发电机并联,它的主要作用是: (1)发动机起动时,蓄电池向起动机和点火装置供电。起动发动机时,蓄电池必须在短时间内(5~10s)给起动机提供强大的起动电流(汽油机为200~600A。柴油机有的高达1000A)。 (2)在发电机不发电或电压较低发动机处于低速时,蓄电池向点火系及其它用电设备供电,同时向交流发电机供给他激励磁电流。(3)当用电设备同时接入较多,发电机超载时,蓄电池协助发电机共同向用电设备供电。 (4)当蓄电池存电不足,而发电机负载又较少时,可将发电机的电能转变为化学能储存起来,即充电。 (5)蓄电池还有稳定电网电压的作用。当发动机运转时,交流发电机向整个系统提供电流。蓄电池起稳定电器系统电压的作用。蓄电池相当于一个较大的电容器,可吸收发电机的瞬时过电压,保护电子元件不被损坏。延长其使用寿命。 二、蓄电池的构造

车用12V蓄电池均由6个单格电池串联而成,每个单格的标称电压为2V,串联成12V的电源,向汽车拖拉机用电设备供电。 蓄电池主要由极板、电解液、格板、电极、壳体等部分组成。 1.极板 极板分为正极板和负极板两种。蓄电池的充电过程是依靠极板上的活性物质和电解液中硫酸的化学反应来实现的。正极板上的活性物质是深棕色的二氧化铅(PbO2),负极板上的活性物质是海绵状、青灰色的纯铅(Pb)。 正、负极板的活性物质分别填充在铅锑合金铸成的栅架上,加入锑的目的是提高栅架的机械强度和浇铸性能。但锑有一定的副作用,锑易从正极板栅架中解析出来而引起蓄电池的自行放电和栅架的膨胀、溃烂,从而影响蓄电池的使用寿命。 负极板的厚度为1.8mm,正极板为2.2mm,为了提高蓄电池的容量,国外大多采用厚度为1.1~1.5mm的薄型极板。另外,为了提高蓄电池的容量,将多片正、负极板并联,组成正、负极板组。在每单格电池中,负极板的数量总比正极板多一片,正极板都处于负极板之间,使其两侧放电均匀,否则因正极板机械强度差,单面工作会使两侧活性物质体积变化不一致,造成极板弯曲。 2.隔板 为了减少蓄电池的内阻和体积,正、负极板应尽量靠近但彼此又不能接触而短路,所以在相邻正负极板间加有绝缘隔板。隔板应具有多孔性,以便电解液渗透,而且应具有良好的耐酸性和抗碱性。

锂电池几种正极材料的优缺点

锂电池几种正极材料的优缺点 锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。负极材料一般选用碳材料,目前的发展比较成熟。而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素。在目前的商业化生产的锂离子电池中,正极材料的成本大约占整个电池成本的40%左右,正极材料价格的降低直接决定着锂离子电池价格的降低。对锂离子动力电池尤其如此。比如一块手机用的小型锂离子电池大约只需要5克左右的正极材料,而驱动一辆公共汽车用的锂离子动力电池可能需要高达500千克的正极材料。 衡量锂离子电池正极材料的好坏,大致可以从以下几个方面进行评估:(1)正极材料应有较高的氧化还原电位,从而使电池有较高的输出电压;(2)锂离子能够在正极材料中大量的可逆地嵌入和脱嵌,以使电池有高的容量;(3)在锂离子嵌入/脱嵌过程中,正极材料的结构应尽可能不发生变化或小发生变化,以保证电池良好的循环性能;(4)正极的氧化还原电位在锂离子的嵌入/脱嵌过程中变化应尽可能小,使电池的电压不会发生显著变化,以保证电池平稳地充电和放电;(5)正极材料应有较高的电导率,能使电池大电流地充电和放电;(6)正极不与电解质等发生化学反应;(7)锂离子在电极材料中应有较大的扩散系数,便于电池快速充电和放电;(8)价格便宜,对环境无污染。 锂离子电池正极材料一般都是锂的氧化物。研究得比较多的有LiCoO2,LiNiO2,LiMn2O4,LiFePO4和钒的氧化物等。导电聚合物正极材料也引起了人们的极大兴趣。 1、LiCoO2 在目前商业化的锂离子电池中基本上选用层状结构的LiCoO2作为正极材料。其理论容量为274mAh/g,实际容量为140mAh/g左右,也有报道实际容量已达155mAh/g。该正极材料的主要优点为:工作电压较高(平均工作电压为3.7V)、充放电电压平稳,适合大电流充放电,比能量高、循环性能好,电导率高,生产工艺简单、容易制备等。主要缺点为:价格昂贵,抗过充电性较差,循环性能有待进一步提高。 2、LiNiO2

电动车用铅酸蓄电池充电方法

我的电池是用在电动车上的,我的电动车是今年过了春节才买的,用了没到一年就不耐要了。我以前充满电时可以跑50多公里,现在30公里都不到就没电了。储电量少了一半有没有人知道我这个问题可以修吗? 铅酸蓄电池充放电的过程是电化学反应的过程,充电时,硫酸铅形成氧化铅,放电时氧化铅又还原为硫酸铅。而硫酸铅是一种非常容易结晶的物质,当电池中电解溶液的硫酸铅浓度过高或静态闲置时间过长时,就会“抱成”团,结成小晶体,这些小晶体再吸引周围的硫酸铅,就象滚雪球一样形成大的惰性结晶,结晶后的硫酸铅充电时不但不能再还原成氧化铅,还会沉淀附着在电极板上,造成了电极板工作面积下降,这一现象叫硫化,也就是常说的老化。这时电池容量会逐渐下降,直至无法使用。当硫酸铅大量堆集时还会吸引铅微粒形成铅枝,正负极板间的铅枝搭桥就造成电池短路。如果极板表面或密封塑壳有缝隙,硫酸铅结晶就会在这些缝隙内堆积,并产生膨胀张力,最终使极板断裂脱落或外壳破裂,造成电池不可修复性物理损坏。所以,导致铅酸蓄电池失效和损坏的主要机理就是电池本身无法避免的硫化! 这个说法对吗? ⑴维护: 及时充电,不要过放电。 ②也不要过充电,以电池不感觉很热为标志。 ③在时间允许的情况下,用小电流充电。 ④及时补足电解液。一般情况下,电解液不会损失,损失的是水(蒸发),请补蒸馏水!不可补电解液!! ⑵区别:①锂离子电池和铅酸电池的化学原理和材料不同,但都是以可逆的电化学过程为技术支持。 ②相对于铅酸电池,锂电具有重量轻,容量大,电流量大,无记忆效应等优点。但缺点是目前太贵。预计,锂电必将淘汰铅酸,镍镉,镍氢电池。 充电方法的研究: 常规充电制度是依据1940年前国际公认的经验法则设计的。其中最著名的就是“安培小时规则”:充电电流安培数,不应超过蓄电池待充电的安时数。实际上,常规充电的速度被蓄电池在充电过程中的温升和气体的产生所限制。这个现象对蓄电池充电所必须的最短时间具有重要意义。 1、恒流充电法 恒流充电法是用调整充电装置输出电压或改变与蓄电池串联电阻的方法,保持充电电流强度不变的充电方法。控制方法简单,但由于电池的可接受电流能力是随着充电过程的进行而逐渐下降的,到充电后期,充电电流多用于电解水,产生气体,使出气过甚,因此,常选用阶段充电法。 2、阶段充电法 此方法包括二阶段充电法和三阶段充电法 ①二阶段法采用恒电流和恒电压相结合的快速充电方法,首先,以恒电流充电至预定的电压值,然后,改为恒电压完成剩余的充电。一般两阶段之间的转换电压就是第二阶段的恒电压。 ②三阶段充电法在充电开始和结束时采用恒电流充电,中间用恒电压充电。当电流衰减到预定值时,由第二阶段转换到第三阶段。这种方法可以将出气量减到最少,但作为一种快速充电方法使用,受到一定的限制。 3、恒压充电法 充电电源的电压在全部充电时间里保持恒定的数值,随着蓄电池端电压的逐渐升高,电流逐渐减少。与恒流充电法相比,其充电过程更接近于最佳充电曲线。用恒定电压快速充电,由于充电初

锂电池正负极材料粘接剂No.10002

锂电池正负极材料粘接剂 Author:Harrison 1.正极材料粘接剂PVDF 正极粘接剂90%为PVDF,也有部分水性粘接剂; 1.1 PVDF(Polyvinylidene Fluoride)理化性质 外观为半透明或白色的粉体或颗粒,分子间存在较强的氢键,含氧指数46%,不燃,结晶度65%-78%,密度1.17-1.79g/cm3,熔点173,热变形温度112-145℃,长期使用温度-40-150℃。 水溶性:不溶于水; 分子式:(-CH2-CF2-)n CAS号:24937-79-9 1.2 含氟聚合物 PTFE聚四氟乙烯 PCTFE聚三氟氯乙烯 PVF聚氟乙烯 PVDF聚偏二氟乙烯 1.3 粘接剂 概念:由树脂加入一些特殊的助剂,经注塑或挤出等加工工艺得到的高分子聚合物。 作用:保证活性物质制浆时均匀和安全性,粘接作用,有利于形成SEI膜。 1.4 锂离子电池对粘接剂的要求 对活性物质有较好的黏性力,浆料长时间保持稳定 对箔材有较好的粘接性,粘接集流体 在宽电压范围内稳定性好,正极粘接剂在正极高压不被氧化,负极低压不被还原,极片辊压后不易反弹 高熔点,切片时不易碎裂 在电解液中不易溶胀且对电解液不发生发应,有较好的离子电导率 有良好的加工性能 有一定的耐中高温性200℃ 环境友好,安全,成本优势 1.5 PVDF的性能 ●PVDF浆料遇水析出 PVDF出现凝胶与分子结构、支链分布、接枝等; PVDF不溶于水,NMP溶于水,因此PVDF溶于PVDF时可能因为PVDF吸附了空气中的水分或者是NMP有水分,因而产生了凝胶; ●PVDF颜色变化 一是高温烘烤的变黄趋势,氟离子的剥离 二是NMP中的游离氨增多,攻击C-F键,或者杂质、纯度、含碱量引起从无色到咖啡色的深浅变化;

铅酸蓄电池使用说明

铅酸蓄电池使用说明 GFM系列阀控密封铅酸蓄电池是充分消化吸收国外先进技术及多年的研制、生产经验积累、不断创新的新一代产品,产品技术先进、质量可靠、运行稳定。 GFMG系列高能型阀控密封铅酸蓄电池是采用新型电解质和进口微孔隔板,优化了电池正负极板配方,使其比传统的阀控电池具有如下优点:体积更小,重量更轻,耐深放电性能优良,荷电保持能力高,循环寿命更长等特点。产品广泛应用于通信、电力、储能、船舶、航空军事工业等。一、执行标准 GFM/GFMG固定型阀控密封铅酸蓄电池符合如下标准: 1、JISC8707-1992 阴极吸收式密封固定型铅酸蓄电池标准 2、GB/T 19368-2005 中华人民共和国国家标准 3、YD/T 799-2002 中华人民共和国通信行业标准 4、DL/T 637-1997中华人民共和国电力行业标准 5、GB/T 14436-93 工业产品保证文件总则 6、JB/T 8451-96 中华人民共和国机械行业标准 二、组成及原理 1、阀控密封铅酸蓄电池的组成:阀控密封铅酸蓄电池主要由正负极板、 硫酸电解液、隔板、槽盖、安全阀、汇流排和极柱端子等组成。 2、阀控密封铅酸蓄电池的原理 (1)放电过程的电化学反应式PbO 2+ 2H 2 SO 4 + Pb→ PbSO 4 + 2H 2 O +PbSO 4

(2)充电过程时,在正极板上发生下列电化学反应:PbSO 4+2H 2O → PbO 2+H 2SO 4+2H++2e -H 2O →2H++O 2+2e -在负极上发生下列化学反应:PbSO 4+2H++2e →Pb+H 2SO 42H++2e →H 2由于蓄电池在充电过程中,正、负极板发生的电化学反应各具特点,所以当正极板充电到70%时,开始析出氧气O 2,而负极板充电到90%时,开始析出氢气H 2。为了抑制H 2和O 2的析出,实现密封和免维护功能,在负极板材料中加入了钙金属以提高H 2析出的电位,使电池在正常充电下不产生H 2。同时又采用贫电解液设计加上超细玻璃纤维隔板膜,使纯铅的氧化反应:Pb+O 2 → PbO 和PbO + H 2 SO 4→PbSO 4 + H 2 O 得以进行,以此来消除O 2的析出。 三、性能特点 耐腐蚀铅钙锡多元合金 高倍率放电极优 自放电率极低 超细玻璃纤维隔膜吸液 无有害气体溢出 低温性能优越 高强度A B S 树脂外壳 与设备同处安装 不会污染环境 全密封不漏液无需加水 安全阀自动开闭 免建蓄电池室 四、存放与安装 1、蓄电池的存放 (1)存放环境应干燥、清洁,不受阳光直射。 (2)存放位置应远离火源或易于产生火花的物体。 (3)存放环境温度为-10℃~45℃。 (4)电池存放应避免与有机溶剂或其他具有腐蚀性的物品和气体靠近。

四种锂电池负极材料的PK

四种锂电池负极材料的PK 作者:中国储能网新闻中心来源:电池中国网发布时间:2016-8-8 18:46:00 中国储能网讯:负极材料作为锂电池四大组成材料之一,在提高电池 的容量以及循环性能方面起到了重要作用,处于锂电池产业中游的核心环节。调研显示,2015年中国负极材料产量7.28万吨,同比增长42.7%,国内产值为38.8亿元,同比增长35.2%。这标志着锂电池负极材料市场 迎来了发展的春天。 负极材料分类众多,其中石墨类碳材料一直处于负极材料的主流地位。编辑总结发现,近日受到追捧的石墨烯概念、业内使用较为普遍的人工石墨、性能稳定的中间相碳微球以及有“新大陆”之称的硅碳复合材料,在 负极材料领域形成了“四方争霸”的局面。下面就让编辑带大家了解一下 这“四方霸主”的厉害吧。 独占一方的石墨烯 石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体,因为质地薄、硬度大且电子移动速度快而被科学家广泛推崇,并冠以“新材料之王”的

美誉。尽管这位“王者”优异的化学性能被新能源市场所看好,但是至今 为止依然停留在“概念化”的阶段。 如果将石墨烯用作锂电负极材料的话,需要独立的上下游产业链、昂 贵的价格还有复杂的工艺,这让众多负极材料厂商望而却步。尽管如此, 国内依然有一些企业砥砺前行,目前中国安宝、大富科技以及贝特瑞等知 名企业已经开始布局石墨烯产业。 但是,行业内关于石墨烯用作负极材料的质疑也在不断发酵,有人认 为石墨烯的振实和压实密度都非常低,又加之成本昂贵,作为电池负极材 料前景十分渺茫。但是鉴于它的热潮还在持续,说它是“一方霸主”也不 为过。 控制“主场”的人工石墨 目前负极材料主要以天然石墨和人造石墨为主,这两种石墨各有优劣。湖州创亚总经理胡博表示:“天然石墨克容量较高、工艺简单、价格便宜,但吸液及循环性能差一些;人造石墨工艺复杂些、价格贵些,但循环及安 全性能较好。通过各种手段的技术改进,这两种石墨负极材料都可以‘扬 长避短’,但就目前来看,人造石墨用于动力电池上占据一定的优势”。 而这一说法也在市场中得到了印证。相关媒体调研数据显示,今年第 一季度中国天然石墨产量4770吨,同比增长16.3%;人造石墨出货15160吨,同比增长110.5%。从以上数据来看,人造石墨出货量远高于天然石墨,而造成这一现象的重要原因,是今年以来市场对动力电池的强 劲需求。 性能稳定的中间相碳微球 中间相碳微球具有高度有序的层面堆积结构,是典型的软碳,石墨化 程度较高,结构稳定,电化学性能优异。据中咨网研究部统计数据显示,2012年中国负极材料出货量为27650吨,其中天然石墨出货量占比59%,人造石墨30%,石墨化中间碳微球8%。就此说来,中间相碳微球是仅次于天然石墨和人工石墨的第三大主流碳类负极材料。

影响铅酸蓄电池使用寿命的主要因素

影响铅酸蓄电池使用寿命的主要因素 蓄电池是UPS系统中的一个重要组成部分,它的优劣直接关系到整个UPS 系统的可靠程度。不管UPS设计的多么先进,功能多么齐备,一旦蓄电池失效,再好的UPS也无法提供不间断供电。千万不要因贪图便宜而选用劣质铅酸蓄电池,这样会影响整个UPS系统的可靠性,并将因此造成更大的损失。 蓄电池是整个UPS系统中平均无故障时间(MTBF)最短的部分。如果能够正确使用和维护,就能够延长其使用寿命,反之其使用寿命会大大缩短。因此,我们要了解蓄电池的基本原理和使用注意事项。 关于铅酸蓄电池 蓄电池的种类一般可分为铅酸蓄电池、铅酸免维护蓄电池及镍镉电池等,考虑到负载条件、使用环境、使用寿命及成本等因素,UPS一般选择阀控式铅酸免维护蓄电池。它的主要特点是在充电时正极板上产生氧,通过化学反应在负极板上还原成水,使用时在规定浮充寿命期内不必加水维护,因此又称为免维护铅酸蓄电池。免维护只是与普通蓄电池相比,使用过程中免去了添加纯水或蒸馏水,调整电解液液面的工作,并非免去一切维护工作。相反,为实现UPS 的不间断 供电,我们要更加细致地维护和保养好铅酸免维护蓄电池。 下面介绍一下影响蓄电池使用寿命的主要因素和使用过程中应注意的事项: ⑴环境温度对电池的影响较大。环境温度过高,会使电池过充电产生气体,环境温度过低,则会使电池充电不足,这都会影响电池的使用寿命。因此,一般要求环境温度在25℃左右, UPS浮充电压值也是按此温度来设定的。实际应用时,蓄电池一般在5℃~35℃范围内进行充电,低于5℃或高于35℃都会大大降低电池的容量、缩短电池的使用寿命。 ⑵放电深度对电池使用寿命的影响也非常大。电池放电深度越深,其循环使用次数就越少,因此在使用时应避免深度放电。虽然UPS都有电池低电位保护功能,一般单节电池放电至10.5V左右时,UPS就会自动关机。但是,如果UPS 处于轻载放电或空载放电的情况下,也会造成电池的深度放电。 ⑶电池在存放、运输、安装过程中,会因自放电而失去部分容量。因此,在安装后投入使用前,应根据电池的开路电压判断电池的剩余容量,然后采用不同的方法对蓄电池进行补充充电。对备用搁置的蓄电池,每3个月应进行一次补充充电。可以通过测量电池开路电压来判断电池的好坏。以12V电池为例,若开

各种锂离子电池正极材料分析

各种锂离子电池正极材料分析 锂离子电池现使用的正极材料有如下几种: 1、钴酸锂 钴酸锂也是目前应用最为广泛的正极材料,钴产生3.9V(vs. Li)的电势平台,对钴酸锂而言,对应于其理论容量,高达274mAh/g,实际容量可达155mAh/g,具有很高的能量密度。主要应用于便携电池领域:如手机,PDA;移动DVD;MP3/MP4、笔记本电脑。 1)结构缺陷对钴酸锂(LixCoO2,00.55 时,材料的容量发生严重的退化,其层状结构倾向于塌陷,使得实际可利用的容量不超过155mAh/g,为了能够更多的利用LiCoO2 中的锂离子,人们采用掺杂、包覆等办法对其改性。目前,有多种元素应用于LiCoO2 掺杂,但只有Mn 和Al 表现出较好的效果。在Li 过分脱出时(E>4.2V 时),LiCoO2 发生严重的过充现象,化学键发生断裂而释出O2,导致体系的不稳定,甚至有使电池爆炸的危险。 2)资源缺乏钴在我国属于稀缺资源,我国钴矿矿床规模较小,矿区储量大于2 万吨的只有甘肃金川和青海德尔尼两处,矿区储量大于1 万吨的有河北、四川、海南、新疆4 省。截至2006 年底,我国探明钴储量47.1 万吨。由于连年开采,我国钴储量逐年减少。我国钴产量应该在4900 吨左右。2002 年我国钴消费量为4845 吨,比2001 年增加了22%。从2002 年起,电池行业已超过硬质合金行业,成为我国钴消费的第一大行业。由于目前我国未发现大规模有开采价值的钴矿,我国锂电池正极材料用钴酸锂的生产基本上是从国外进口价格昂贵钴原料。 2、镍酸锂 Ni4+/Ni3+电对能产生3.75V 的电势平台。它能可逆的嵌脱0.7Li,具有接近200mAh/g 的循环容量,但在实际中,很难得到这个结果。首先在高温下,由于Li 的挥发,很难合成化学计量比LiNiO2,高温时六方相的LiNiO2 很容易向立方相的LiNiO2 转变,这种锂镍置换的立方相的没有电化学活性,而且这个反应的逆过程很慢并且不完全。此外在充放电过程中,LiNiO2 还会发生一系列的结构变化,而导致嵌锂容量的损失。实际上镍酸锂无太大实用价值。 3、镍钴二元材料和多元复合材料 LiCoO2 价格昂贵,LiNiO2 合成困难,如果能够结合二者的优点,用价格相对低廉的Ni 替代部分Co,合成具有LiCoO2 一样优良电化学性能地电极材料,那么将具有广阔的应用前景。由于半径相近,Ni 和Co 几乎可以以任何比例形成固溶体。近几年来,多元混合掺杂的层状氧化物得到了大量的研究,不同金属原子比例的镍钴锰多元材料得到了研究,但是颗粒形貌和粒度分布不得到有效的控制,只有在足够高的电势下(大于 4.5V)才能获得180mAh/g 的容量,此外没有从根本上改变钴系材料的特点。 4、尖晶石锰酸锂 尖晶石锰酸锂能够产生4.0 V 的电压平台,与钴酸锂相当,理论容量148mAh/g,实际容量120mAh/g 左右,比现在所用的钴酸锂稍低。早在上世纪80 年代Goodenough 就发现锂离子能够在尖晶石结构的锰酸锂中电化学可逆的嵌脱,从而得到了众多研究者的关注。与钴酸锂和镍酸锂相比,锰酸锂原料来源广泛,价格非常便宜(只有Co 的10%),而且没有毒性,对环境友好。曾一度被认为是替代LiCoO2 的首选锂离子电池正极材料。尖

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