锂离子电池充放电产热特性
锂离子电池充放电产热特性
锂离子电池充放电产热特性
锂离子电池充放电产热特性是指在充放电过程中产生的热量。理解锂离子电池的充放电产热特性对于优化电池的设计和使用非常重要。下面将按照步骤进行思考，详细介绍锂离子电池充放电产热的特性。
首先，锂离子电池的充电过程中会发生化学反应，这种化学反应会导致电池内部产生热量。在充电过程中，锂离子从正极材料（如锂铁磷酸铁锂）向负极材料（如石墨）移动，同时伴随着电子的流动。这个过程中，锂离子在过渡金属氧化物正极与碳负极之间进行氧化还原反应，从而释放出能量并产生热量。
其次，锂离子电池的放电过程也是一个化学反应。当锂离子从负极材料移动到正极材料时，同样会发生氧化还原反应。这个过程中，锂离子与过渡金属氧化物正极发生反应，将之前储存的化学能转化为电能，并同时产生热量。
除了化学反应本身，锂离子电池的充放电过程中还存在其他因素导致的热量产生。例如，在电池内部，由于电流的流动和电阻的存在，会导致一定的电阻加
热。此外，电池的内部电解液也会在充放电过程中产生热量。
值得注意的是，锂离子电池的充放电产热特性与电池的工作状态有关。在充电开始时，由于电池内部化学反应的启动，充电过程中的产热量相对较高。随着充电容量的增加，产热量逐渐减少，最终趋于稳定。类似地，在放电开始时，由于化学反应的启动，放电过程中的产热量也较高，然后逐渐减少直至稳定。
最后，了解锂离子电池充放电产热的特性对于电池的设计和使用具有重要意义。在电池的设计中，需要考虑如何管理和散热产生的热量，以防止电池过热。此外，在使用电池时，也需要注意避免过度充电和过度放电，以减少热量产生和延长电池的寿命。
总之，锂离子电池的充放电过程中会产生热量，这主要是由于化学反应和电流流动等因素导致的。了解充放电产热的特性对于优化电池设计和使用至关重要，并可以帮助我们更好地管理电池的热量产生。
锂离子电池产热特性理论模型研究进展
锂离子电池产热特性理论模型研究进展 匡勇;刘霞;钱振;郭成龙;黄丛亮;饶中浩 【摘要】本文根据近年来锂离子电池产热特性方面的研究,详细阐述了锂离子电池产热的基本原理,并总结了国内外锂离子电池产热模型的研究现状.重点针对电化学-热耦合模型、电热耦合模型以及热滥用模型进行了详细综述,并在此基础上对锂离子电池热效应的研究和产热模型的建立进行了展望. 【期刊名称】《储能科学与技术》 【年(卷),期】2015(004)006 【总页数】10页(P599-608) 【关键词】锂离子电池;电化学模型;电-热耦合模型;热滥用模型 【作者】匡勇;刘霞;钱振;郭成龙;黄丛亮;饶中浩 【作者单位】中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116;中国矿业大学电力工程学院,江苏徐州221116 【正文语种】中文 【中图分类】TM911 由于全球石油资源的枯竭和环境恶化等已经成为世界各国所密切关注的问题，新能源利用和发展成为各国未来发展的重点。锂离子电池因其容量大、体积小、比能量
高、单体电池电压高、可反复充放电、循环使用寿命长和绿色无污染等优点成为各国学者关注的热点。锂离子电池的研究始于20世纪60年代，在20世纪90年代得到了迅猛发展。如今，锂离子电池已经广泛应用于手机、笔记本电脑、电子产品、电动车、军事通讯设备和航空航天领域。随着人们对生活环境要求的日益提高，具有节能优势的新能源电动汽车的需求将会急剧上升，而锂离子动力电池作为电动汽车的核心之一，将会随着电动汽车的发展呈现爆发式增长。 随着锂离子电池的广泛应用，锂离子电池的热安全问题日益凸显。热量的不及时散出，会导致电池发生过热、燃烧甚至爆炸[1-2]。表1列举了近年来由于锂离子电 池热失控而造成的事故及原因。国外对于电池产热效应的研究在20世纪80年代 就已经开始了，美国加州大学伯克利分校的Bernardi等在1985年提出了电池内 部的生热模型[3]。1997年Saito通过实验发现锂离子电池放电过程中的热量和电化学反应热和极化产热有关[4]。1987年Sharpe等[5]发现铅酸电池在低温环境下，充电能力会大幅度下降。1999年 Biensan等对锂离子电池在电学、力学、热力学和环境方面的性能进行了安全检测。测试结果表明电池的电极、电解液和黏结剂在不同温度下会发生不同的反应，从而影响电池的性能[6]。国外对于锂离子电池热 效应的研究已经向多维度、高参数、改善电池材料等方向发展。 我国对于锂离子电池的研究早在20世纪80年代就已经开始了[7]。但是，国内关于电池产热机理的研究起步比较晚。2002年胡广侠等[8]分析了影响锂离子电池安全性能的因素，电池温度不仅会影响电池的性能，当电池的产热速率大于散热速率时就可能导致冒烟、着火和爆炸等情况。2005年王青松等[9]从锂离子电池各部分材料出发，分析了锂离子电池内部的主要产热行为。清华大学李腾等[10]对国外的3种不同锂离子电池的产热模型进行了综合分析，同时指出了当前产热模型的缺点和发展方向。近几年来，对于锂离子电池产热机理的研究已经成为研究热点。 根据各国研究进展，锂离子电池产热模型按维度可分为集中质量模型、一维模型、
18650型锂离子动力电池热特性研究
18650型锂离子动力电池热特性研究 冯能莲;马瑞锦;陈龙科 【摘要】To research the thermal security of lithium-ion power battery used in electric vehicles, with 3.2 Ah lithium-ion power battery as the research object, a three-dimensional mathematical model was built to analyse the thermal characteristic of lithium-ion power battery in the state of different discharge rates and different ambient temperature by the simulation and experiment temperature on the thermal characteristics of lithium-ion power battery were investigated. The results illustrate that temperature rising curve of the lithium-ion battery is nonlinear, the temperature rise rate increases obviously at the end of discharge; the temperature rising and temperature rising rate increase with the increasing of the charge/discharge rate; their temperature variation trends are basically the same, so the mathematical model can accurately describe the thermal behavior of the lithium-ion battery. The simulation and experimental analysis of thermal characteristics of lithium-ion battery could provide abundant data basis for studying temperature rising of battery pack and design of thermal management system.%针对电动汽车用锂离子动力电池热特性,以3.2Ah锂离子动力电池为研究对象,建立了锂离子动力电池的热模型.分别对锂离子单体电池在不同放电倍率、不同环境温度下的热特性进行了仿真和实验.结果表明,锂离子电池温升呈现非线性特征,在放电末期温升速率明显增大;锂离子电池的温升和温升速率随着放电倍率的增大而增大;仿真温度和实验温度变化趋势基本一致,说明所建立的数学模型能够较准确地描述锂离子单体电池
锂离子电池充放电产热特性
锂离子电池充放电产热特性
锂离子电池充放电产热特性 锂离子电池充放电产热特性是指在充放电过程中产生的热量。理解锂离子电池的充放电产热特性对于优化电池的设计和使用非常重要。下面将按照步骤进行思考，详细介绍锂离子电池充放电产热的特性。 首先，锂离子电池的充电过程中会发生化学反应，这种化学反应会导致电池内部产生热量。在充电过程中，锂离子从正极材料（如锂铁磷酸铁锂）向负极材料（如石墨）移动，同时伴随着电子的流动。这个过程中，锂离子在过渡金属氧化物正极与碳负极之间进行氧化还原反应，从而释放出能量并产生热量。 其次，锂离子电池的放电过程也是一个化学反应。当锂离子从负极材料移动到正极材料时，同样会发生氧化还原反应。这个过程中，锂离子与过渡金属氧化物正极发生反应，将之前储存的化学能转化为电能，并同时产生热量。 除了化学反应本身，锂离子电池的充放电过程中还存在其他因素导致的热量产生。例如，在电池内部，由于电流的流动和电阻的存在，会导致一定的电阻加
热。此外，电池的内部电解液也会在充放电过程中产生热量。 值得注意的是，锂离子电池的充放电产热特性与电池的工作状态有关。在充电开始时，由于电池内部化学反应的启动，充电过程中的产热量相对较高。随着充电容量的增加，产热量逐渐减少，最终趋于稳定。类似地，在放电开始时，由于化学反应的启动，放电过程中的产热量也较高，然后逐渐减少直至稳定。 最后，了解锂离子电池充放电产热的特性对于电池的设计和使用具有重要意义。在电池的设计中，需要考虑如何管理和散热产生的热量，以防止电池过热。此外，在使用电池时，也需要注意避免过度充电和过度放电，以减少热量产生和延长电池的寿命。 总之，锂离子电池的充放电过程中会产生热量，这主要是由于化学反应和电流流动等因素导致的。了解充放电产热的特性对于优化电池设计和使用至关重要，并可以帮助我们更好地管理电池的热量产生。
锂电池化成过程中的热效应分析及散热结构设计
锂电池化成过程中的热效应分析及散热 结构设计 摘要：随着科技的发展，对于锂离子电池性能提出了更高的要求。在电池生 产制造时，需要将其制作成模组、板块等形式进行组装和使用。为保证电池正常 工作，必须要确保各部分之间能够实现良好地传热与传质效果，否则会导致局部 过热现象出现，进而影响到电池组整体的安全性以及可靠性。因此，有必要针对 电池化成工艺展开深入研究，并采取有效措施来降低电池化成环节产生的热效应 问题。本文主要围绕锂电池化成过程中产生的热效应问题开展相关研究，以期通 过优化电池化成设备内部的散热结构来达到预期目标。 关键词：锂电池；化成过程；热效应；散热结构设计 前言：随着科技水平的不断提高，人们对于电子产品提出了更高的要求。在 这种情况下，各种各样的电子设备应运而生。这些电子设备通常由多个不同功能 的模块组成，每个模块都有自己特定的用途和性能指标。为保证各个模块能够正 常工作并且稳定运行，需要将它们组装成一个整体来进行测试[1]。 一、锂电池化成工艺简介 目前，锂离子电池主要有3种制造方法：卷绕法、涂布法和注液流延法。其中，卷绕法是最常用的一种生产方式。在这个过程中，需要将极片（活性物质） 缠绕到铝箔上形成一个圆柱形的电极，然后通过焊接或粘接等手段与电路板连接 起来，最后进行封装处理即可得到成品。由于锂电池内部存在大量的电化学反应，因此其工作时会产生大量的热能，如果不能及时散发出去就会导致电池温度升高 甚至发生爆炸。此外，当电池处于高温环境下运行时，还会造成电解质分解并生 成气体，从而使得整个电池组内压力增大，严重影响了电池的使用寿命以及安全 性能。为了保证电池能够正常稳定地运行，必须采取一定措施对这些热量进行有 效控制。本文以某款方形三元锂电池作为研究对象，该电池采用叠层式PCB技
锂电池的充放电性能,PTC,NTC,居里温度
锂离子电池的充/放电特性 单节锂离子电池的有效工作范围在4.2V和3.0V之间。 充电性能：单体电池的电压在充电初期有较大上升，之后趋于平缓；在充电后期恒压充电阶段，电池电压保持不变，充电电流逐渐减小（实验为550mA恒流充电，在电池电压达到4.20V以后转换成恒压充电当充电电流小于50mA时停止充电）。 放电性能：电池在恒流放电条件下的工作电压变化可分为3个阶段：首先，在放电初期，电压下降较快（即4.20V到3.90V）；之后，放电曲线逐渐趋于平缓，进入“平台区”，这一阶段持续的时间与电压值，环境温度，放电倍率。电池的质量和寿命等有关（在3.80V前后有一个相对平缓的放点平台，在低于3.70V以后，电压随容量下降急剧降低到3.0 V）；最后，放电末期，曲线有呈直线下降的趋势（完全充饱以后进行550mA的恒流放电，当单体电池的最低端电压低于3.0V时，停止放电。在测试电池电压时，不关断放电回路）。 根据分析，锂离子电池在充电后期恒压充电阶段充入的容量所占总容量的比例很小，而且所用时间相对较长，充电效率很低。所以，应在变成表中对恒压充电阶段的充电时间进行限制。 注：通常情况下，电池容量小于40%即认为应该重新充电。 居里温度 对于所有的磁性材料来说，并不是在任何温度下都具有磁性。一般地，磁性材料具有一个临界温度Tc，在这个温度以上，由于高温下原子的剧烈热运动，原子磁矩的排列是混乱无序的。在此温度以下，原子磁矩排列整齐，产生自发磁化，物体变成铁磁性的。 利用这个特点，人们开发出了很多控制元件。例如，我们使用的电饭锅就利用了磁性材料的居里点的特性。在电饭锅的底部中央装了一块磁铁和一块居里点为105度的磁性材料。当锅里的水分干了以后，食品的温度将从100度上升。当温度到达大约105度时，由于被磁铁吸住的磁性材料的磁性消失，磁铁就对它失去了吸力，这时磁铁和磁性材料之间的弹簧就会把它们分开，同时带动电源开关被断开，停止加热。
不同放电倍率下锂电池发热分析与试验
不同放电倍率下锂电池发热分析与试验 盘朝奉;张良;陈龙;江浩斌;丁亚强 【摘要】针对纯电动汽车在放电过程中发热严重的问题,对不同放电倍率下电池的发热情况进行探究.建立一个准确的电池发热模型.首先进行不同温度下的内阻试验,采用密集的温度区间进行试验,探究不同温度对电池内阻的影响,验证了电池内阻随温度变化的规律,然后通过CATIA建立单体电池3维模型,导入到ICEM中划分网格,在网格质量达到标准的前提下,最后通过FLUENT软件对锂电池进行热流场的分析,分别模拟不同放电倍率下电池发热情况,并进行试验验证.结果表明:放电倍率对电池的温升影响很大,大放电倍率下的电池温升更快,温度更高.%To solve the problem of serious heat generating during the discharge of electric vehicle, the heating conditions of battery with different discharge rates were investigated.An accurate model of the battery heating was established.The internal resistance experiments were conducted at different temperatures using dense temperature range.The influence of temperature on internal resistance of battery was discussed to verify the changing regularity of battery internal resistance with temperature.The three-dimensional model of single battery was established by CATIA and imported into ICEM to divide the mesh.Under the premise of grid quality, the thermal field of lithium battery was analyzed by FLUENT software.The battery heating conditions were simulated for different discharge rates and verified by experiment.The results show that the discharge rate has great influence on temperature rise of battery, and the battery temperature is rised faster and higher at high discharge rate.
锂离子电池充放电产热分析
锂离子电池充放电产热分析
锂离子电池充放电产热分析 锂离子电池是目前最常用的可充电电池之一，其在电动汽车、移动设备和可穿戴设备等领域得到了广泛应用。然而，充放电过程中会产生大量的热量，这可能会影响电池性能和安全性。下面将通过逐步思考，分析锂离子电池充放电产热的过程。 首先，我们需要了解锂离子电池的基本工作原理。锂离子电池由正极、负极和电解质组成。在充电过程中，正极材料（通常为锂钴酸锂）释放出锂离子，这些锂离子通过电解质传输到负极材料（通常为石墨）。同时，电池的外部电源通过电解质提供电子到正极材料，使其恢复到原始状态。放电过程则是相反的过程。 其次，我们来分析锂离子电池充电过程中的产热。在充电过程中，由于正负极材料的化学反应，电池内部会产生一定的电阻，从而导致电流通过电池时产生热量。此外，放电过程中的电阻也会产生热量。这些热量主要来源于电池内部的化学反应和电阻。 第三，我们需要了解电池的热管理系统。为了避免过高的温度对电池性能和安全性的影响，锂离子电
池通常配备了热管理系统。这个系统可以通过散热片、热传导材料和风扇等组件来散热，以控制电池的温度。 最后，我们来分析锂离子电池放电过程中的产热。在放电过程中，正负极材料之间的离子传输会引起一定的电阻，从而产生热量。这种热量主要来源于电池内部的化学反应和电阻。 总结起来，锂离子电池在充放电过程中会产生热量，主要是由于电池内部的化学反应和电阻所导致的。为了控制电池的温度，锂离子电池通常配备了热管理系统来散热。在实际应用中，我们需要根据电池的工作条件和环境温度来设计和优化热管理系统，以确保电池的性能和安全性。
锂离子电池充放电过程中的热特性研究
锂离子电池充放电过程中的热特性研究作者：张志超郑莉莉戴作强杜光超张洪生 来源：《青岛大学学报（工程技术版）》2019年第04期
摘要：为了在某一恒定温度下准确研究电池充放电过程中的吸放热特性，本文以18650 LiCoO2电池为实验对象，采用等温量热仪和充放电柜对锂离子电池在充放电过程中的产热行为进行研究。研究结果表明，随着充/放电倍率的增大，电池放热速率明显升高，在20 ℃条件下，1 C倍率放电后期产热速率较0.3 C增加了530.5%;在同一倍率条件下，LiCoO2电池0 ℃与40 ℃相比，充电时间增加了10.2%，严重影响了LiCoO2电池的充电性能;在相同条件下，放电过程中电池产热量要远大于充电过程中电池产热量。本文为电动车用锂电池热安全研究提供了可靠的参考依据。 关键词：锂离子电池; 等温量热仪; 热特性; 放热速率; 放热量; 锂电池热安全 由于锂离子电池具有高比能量、高比功率和高充放电效率，所以对锂离子电池性能的研究引起了学者们的广泛关注[1-3]。由于动力锂电池在频繁充放电过程中内部将产生大量热量，如果产生的热量不能被及时散发掉，会导致电池组的工作温度过高，从而影响电池性能，甚至引发安全事故[4-5]。另外，锂离子电池在低温下存在脱嵌锂不平衡、循环倍率性能差、比容量低等问题[6-9]，因此，通过研究低温下锂电池的产热问题，对提高电池性能和安全性具有指导作用。目前，国内外关于锂电池产热方面的研究主要集中在分析外界环境温度、充放电倍率、老化程度等对电池温升的影响。罗英等人[10-13]研究了不同老化状态对锂离子电池产热的影响，表明电池温度随着循环次数和搁置时间的增加而增加;林春景等人[14-16]对不同温度下锂离子电池温升进行了实验研究，结果表明，随着外界环境温度的增加，电池温升越来越大;张亚徽等人[17-19]研究了充放电倍率对电池温升的影响。以上研究只是定性分析了各因素对锂电池温升的影响，而没有定量分析各因素的影响程度。因此，本文以18650LiCoO2电池为实验对
新能源汽车锂离子动力电池简析
新能源汽车锂离子动力电池简析 摘要：锂离子电池是新能源汽车普遍使用的动力源，本文简单分析了锂离子 动力电池的工作原理和充、放电性能。 1. 前言 新能源汽车的动力源与传统汽车动力源是有很大区别的，传统汽车的动力源 是利用内燃机原理制造的各种发动机，如汽油发动机、柴油发动机等；新能源汽 车采用的动力源一般有动力电池、锌空气电池、超高速飞轮、超级电容器、燃料 电池等。 1. 锂离子动力电池原理 动力电池作为新能源汽车的动力源，是当前新能源汽车普遍采用的配置。随 着动力电池在新能源汽车的大面积使用，也促进了动力电池技术的飞速发展，早 期动力电池一般采用铅酸动力电池、镍氢/镍镉碱性电池，现在一般采用锂离子 动力电池。 根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池(Lithium Ion Battery，LIB)和聚合物锂离子电池(Polymer Lithium Ion Battery，LIP)两大类。它们的主要区别在于电解质不同，液态锂离子电池使用 的是液体电解质，而聚合物锂离子电池则以聚合物电解质来代替。不论是液态锂 离子电池还是聚合物锂离子电池，它们所用的正负极材料都是相同的，工作原理 也基本一致。锂离子电池在原理上实际是一种锂离子浓差电池，正、负电极由两 种不同的锂离子嵌入化合物组成，正极采用锂化合物LiCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，负极采用锂碳层间化合物LiC6，电解质为LiPF6和LiAsF6等有机溶液。经过 Li+在正负电极间的往返嵌入和脱嵌形成电池的充电和放电过程。充电时，Li+从 正极脱嵌经过电解质嵌人负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的
锂电池充放电产热测试方法_解释说明以及概述
锂电池充放电产热测试方法解释说明以及概述 1. 引言 1.1 概述 锂电池作为一种重要的电能存储设备，在电动汽车、可再生能源等领域具有广泛的应用前景。然而，随着锂电池工作时产生的热量也越来越引起人们的关注。充放电过程中产生的热量是导致锂电池衰老和故障的主要原因之一。因此，准确地测量和控制锂电池充放电过程中的产热情况对于确保其安全性、提高其性能以及延长使用寿命至关重要。 本文旨在介绍锂电池充放电产热测试方法，包括充电和放电过程中产热测试方法、重要参数和测量设备等方面的内容。通过详细解释说明这些方法和相关参数，我们希望能够为进一步改善锂电池设计与优化提供参考，并促进锂电池技术的发展。 1.2 文章结构 本文共分为五个部分，每个部分涵盖了不同方面的内容。 第一部分是引言部分，将对整篇文章进行概述并介绍其结构。 第二部分是锂电池充放电产热测试方法解释说明，将详细介绍充电和放电过程中
的产热测试方法，并对重要参数和测量设备进行解释，以帮助读者更好地理解和应用这些方法。 第三部分是锂电池充放电产热测试方法概述，将介绍这些方法在实际应用领域的重要性以及其发展背景和现状。同时，我们也将讨论目前存在的问题和挑战。 第四部分是实验设计与步骤探讨，将深入探讨锂电池充放电产热测试方法的实验设计和步骤。包括实验样品制备、测试设备准备与校准、以及充放电过程监测、数据获取与分析方法等。 最后一部分是结论与未来展望，在这一部分中，我们将总结本文的主要发现并提出局限性和改进建议。此外，我们还将对未来发展方向进行展望，并进行推测分析。 1.3 目的 本文旨在通过详细阐述锂电池充放电过程中产热情况的测试方法并对相关参数和测量设备进行解释说明，为读者提供一个全面而清晰的了解。通过这些方法的介绍，我们希望能够促进锂电池产热测试技术的发展，并进一步改善锂电池设计和优化。最终实现对锂电池充放电过程中产热情况的准确测量与控制，提高锂电池的安全性、性能和使用寿命。 2. 锂电池充放电产热测试方法解释说明：
锂电池特性介绍、充放电曲线、电池寿命等。物联网设备必看
锂电池特性介绍、充放电曲线、电池寿命等。物联网设备必看 展开全文 电池在物理接口上比较简单，就两条线：正极、负极，这个小学生科普知识都知道；不过真正用到电子产品中时，有关电池方面的东西还是有点多的。 电池充电最重要的就是这三步： 第一步：判断电压<3V，要先进行预充电，0.05C电流； 第二步：判断 3V<电压<4.2V，恒流充电0.2C~1C电流； 第三步：判断电压>4.2V,恒压充电,电压为4.20V,电流随电压的增加而减少，直到充满。 一、锂电池 １、简述锂电池以及工作原理 锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等。 目前锂电池公认的基本原理是所谓的“摇椅理论”。锂电池的冲放电不是通过传统的方式实现电子的转移，而是通过锂离子在层壮物质的晶体中的出入，发生能量变化。在正常冲放电情况下，锂离子的出入一般只引起层间距的变化，而不会引起晶体结构的破坏，因此从
冲放电反映来讲，锂离子电池是一种理想的可逆电池。在冲放电时锂离子在电池正负极往返出入，正像摇椅一样在正负极间摇来摇去，故有人将锂离子电池形象称为摇椅电池。 我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池（Ni/Cd）和镍氢电池（Ni/MH）来讲的。具有工作电压高比能量大循环寿命长自放电率低无记忆效应等优点。 ２、锂电池日常使用过程中的常识 （１）、误区：“电池激活，前三次充电12小时以上” 对于锂电池的“激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍电池（如镍镉和镍氢）延续下来的说法。所以这种说法，可以说一开始就是误传。经过抽样调查，可以看出有相当一部分人混淆了两种电池的充电方法。 锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电。通常，手机说明书上介绍的充电方法，就是适合该手机的标准充电方法。 （２）、不益长时间充电、电池完全用完再充电 锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。如果锂电池在充满后，放在充电器上也是也不再充电。 超常时间充电和完全用空电量会造成过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。 （３）、电池寿命 关于锂离子电池充放电循环的实验表，关于循环寿命的数据列出如下(DOD是放电深度的英文缩写)：
锂离子电池充放电过程中的热特性研究
锂离子电池充放电过程中的热特性研究 摘要：随着社会经济的发展，我国的科学技术水平有了很大提升，电池市场的 发展前景越来越好。为了满足人们的日常生活需求，相关制造行业开始不断对电 池的制造进行改革和创新，在此背景下，锂离子电池应运而生。为了在某一恒定 温度下准确研究电池充放电过程中的吸放热特性,本文以18650LiCoO２电池为实验对象,首先阐述了锂离子电池的特点，然后对锂离子电池充电过程热特性进行了研究，最后阐述了锂离子电池的发展前景。 关键词：锂离子电池;等温量热仪;热特性;放热速率;放热量;锂电池热安全 引言 锂离子电池具有高电压、高能量、循环寿命长和无记忆效应等众多优点，在 纯电动汽车、混合动力汽车、电动自行车、轨道交通、航天航空、船舶舰艇等交 通领域获得广泛应用。越来越多的研究应用显示，电池温度是影响锂离子电池性 能和循环寿命的重要因素。电池在放电过程中，化学能转化为电能和热能，由于 电化学反应和电池内阻的存在，会产生反应热(可逆热)、极化热和欧姆热(不可逆热)，若不能及时散失，热量积累到一定程度，将有热失控的危险。研究锂离子电 池的热特性以及能量损失对于评估和保障电池的可靠性和安全性是非常重要的。 1锂离子电池的特点 1)充放电时电压高。一般情况下，电压平台中的电压范围在3.0～4.2V之间， 是普通电池放电时电压的3倍。2)使用寿命较长。锂离子电池是二次充电电池， 当电池中的电量用完时，可以通过充电方式将电池的电量充满，并且可以循环使用，在这种情况下，提高了锂离子电池的使用寿命。3)比能量较大。一般情况下，锂离子电池的体积和质量比能量分别在310W•h/L和110～200W•h/k g以上，为 目前蓄电池中最高。4)充放电的效率比较高。锂离子电池在充放电过程中的能量 转换效率相比其他普通电池要高很多，因此锂离子电池的充电时长短且使用时间长。5)安全性能较强。锂离子电池是一种新型能源，在使用过程中可以实现循环 使用，属于无公害和无记忆的电池，在很大程度上能够满足更多的使用需求，提 高电池使用的安全性。 2锂离子电池充电过程热特性研究 2.1电池使用环境对循环寿命的影响 使用环境对锂离子电池的循环寿命有很大影响，其中环境温度对锂离子电池 循环寿命影响最大。环境温度过高或太低都会影响锂离子电池循环寿命。目前锂 离子电池电解液主要为LiPF6，在高温下LiPF6会发生热分解，生成PF5，PF5会 进一步与电解液中的水分发生水解反应生成HF。HF是造成正极材料发生金属铁 溶解的重要原因。Amine等研究了以碳包覆磷酸铁锂为正极，MCMB石墨为负极，LiPF/EC-DEC为电解质的电池在高温下的存储和循环性能，发现电池在37和55℃ 下循环容量发生明显衰减，原因是电池在高温下循环，铁会从正极溶出并沉积在 负极表面，影响负极表面SEI膜，造成石墨负极阻抗升高，电池循环寿命衰减。 用双草酸锂盐替代LiPF电解质盐，电池循环稳定性明显提高。姚斌等研究了商业 化磷酸铁锂电池高温存储中的电化学性能、极片物理及电化学特性，发现高温存 储中电池容量损失主要来源于长期处于低电位的负极还原电解液，造成活性锂离 子损失。负极还原电解液的副反应产物大量沉积于负极表面，沉积物中的无机组 分阻碍锂离子扩散，使负极反应动力学性能下降。Ramadass等研究了商业化 Sony18650型在高温下循环容量的变化，发现电池容量的损失主要由倍率容量的
锂电池和超级电容充放电特性
锂电池和超级电容充放电特性 锂电池笑效率模型： 目前，各种锂电池等效模型可分为：内阻模型、阻容模型和基于运行时间的电路模型。更常用的电池模型是戴维南电路模型，它使用电压源表示电源的电动势，电阻表示电池的 直接内阻，RC电路模拟电池的极化内阻和极化电容 电池的充电限制电压是指电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值，对一般的锂离子 电池，其值为4.2v，若电池到达限制电压后仍采用恒流充电，电池内部会持续升温，活化过程中所产生的气体膨胀，使电池内压增大，压力达到一定程序，会有外壳破裂。 电池的终止电压是指当电压下降到电池放电时不适合继续放电时的最低工作电压。在 电池使用过程中，如果电池的终端电压已达到终端电压，可以通过继续放电获得容量，但 会对电池的使用寿命带来很大的损害。因此，在放电过程中，必须在电压终止时停止放电。终端电压与电池的放电电流、温度和其他因素有关。在不同的工作环境下，电池的终止电 压会有所不同。中国国家标准规定单体电池的终止电压为2.75V，即当电池负载电压达到2.75V时，应立即停止放电。 电池的内阻包括欧姆内阻和极化内阻，欧姆内阻包括电池电极本身的电阻、电解液的 电阻、离子透过隔膜时所受到的阻力、正负极与隔离层的接触电阻。欧姆内阻与电池的类型、正负极材料、电解质有关，也受电池的大小、结构、装配等因素影响。极化内阻指在 电池的正极与负极进行电化学反应时极化所引起的电阻，包括电化学极化和浓差极化引起 的电阻。极化内阻并不服从欧姆定律，其阻抗一般呈容性。 R2是电池的欧姆电阻，R1是电池的极化电阻，C1是电池的极化电容。一般来说，R2 相对稳定，在电池工作过程中变化不大。R1和C1是动态的，在蓄电池的充电和放电过程 中会发生变化。 电池的内阻很小，基本在200毫欧以内。在小电流放电时，由于外部电阻较大，电池 内部压降相对于外电压可以忽略不计。但电池进行大电流放电时，电池极化严重，电阻增大，会产生大量的热量使电池温度升高，电池端电压降低，放电时间缩短，对电池性能和 寿命造成严重影响 电池的实际容量是指电池在特定放电条件下实际放电的电量，理论上等于电池放电电 流和放电时间的积分。其值通常小于理论容量和额定容量。 在研究电池充放电电流时，通常用c为单位，c为电池额定容量，对于1500mah的电池，1c的放电倍率就是1500ma。锂离子电池典型的充电方式为恒流恒压充电方式，充电 开始时先采用恒流充电，使用快速充电时充电倍率一般为0.5c-1c，随着恒流充电的进行，电池电动势逐渐升高，为了维持电池的恒定充电电流，充电器两端电压也必须慢慢升高。 当电池端电压达到充电限制电压(通常为4.2v)时，充电过程进入恒压阶段，充电器两端输
锂电池的特点与特性
锂电池的特点与特性（聚合物） 根据锂离子电池所用电解质材料的不同，锂离子电池分为液态锂离子电池(Liquified Lithium-Ion Battery，简称为LIB）和聚合物锂离子电池(Polymer Lithium—Ion Battery，简称为PLB）或塑料锂离子电池(Plastic Lithium Ion Batteries，简称为PLB）。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的,正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料,负极为石墨，电池工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同, 液态锂离子电池使用液体电解质，聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物凝胶电解质。那聚合物锂电池的特性有哪些？下面和中美通用电池公司一起来了解下。 1、单体电池的工作电压高 聚合物锂电池的工作电压在3.6V,是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍。 2、比能量高。 聚合物电池比能量目前已达140Wh/kg，是镍镉电池的3倍，镍氢电池的1。5倍。 3、自放电小,在放置很长时间后其容量损失也很小。 4、循环寿命长。 目前聚合物锂电池循环寿命已达1000次以上，在低放电深度下可达几万次，超过了其他几种二次电池。 5、重量轻 聚合物锂电池重量较同等容量规格的钢壳锂电池轻40％,较铝壳锂电池轻20%。 6、形状可定制 制造商不用局限于标准外形，能够经济地做成合适的大小。聚合物电池可根据客户的需求增加或减少电芯厚度，开发新的电芯型号，价格便宜，开模周期短,有的甚至可以根据手机形状量身定做，以充分利用电池外壳空间，提升电池容量。 7、内阻小 聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,目前国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下，极大的减低了电池的自耗电。
锂离子电池电极放电深度分布和产热分布研究
锂离子电池电极放电深度分布和产热分布研究摘要： 一、引言 1.锂离子电池在现代科技领域的应用 2.锂离子电池电极放电深度分布的重要性 3.锂离子电池产热分布对性能和安全的影响 二、锂离子电池电极放电深度分布研究 1.电极放电深度分布的概念和意义 2.实验方法和数据来源 3.实验结果分析与讨论 三、锂离子电池产热分布研究 1.产热分布的概念和意义 2.产热分布的影响因素 3.实验结果分析与讨论 四、锂离子电池性能优化策略 1.提高电极放电深度分布的均匀性 2.降低产热分布的不均衡性 3.实例分析：优化锂离子电池性能案例 五、结论 1.锂离子电池电极放电深度分布和产热分布的关系 2.对锂离子电池性能和安全的意义 3.未来研究趋势和展望
正文： 锂离子电池作为一种高效、环保的能源存储设备，已在众多领域得到广泛应用，如电子产品、电动汽车以及储能系统等。随着科技的发展，对锂离子电池性能和可靠性的要求越来越高。因此，研究锂离子电池电极放电深度分布和产热分布对于优化电池性能和提高安全性具有重要意义。 一、引言 锂离子电池的电极放电深度分布影响着电池的储能效率和循环寿命。深入了解电极放电深度分布对于优化锂离子电池性能至关重要。此外，锂离子电池在充放电过程中会产生一定的热量，产热分布对电池的安全性能也有很大影响。本文将围绕锂离子电池电极放电深度分布和产热分布展开讨论，探讨其对电池性能和安全的影响，并提出相应的优化策略。 二、锂离子电池电极放电深度分布研究 1.电极放电深度分布的概念和意义 电极放电深度分布指的是锂离子在电极材料中的扩散程度，通常用放电深度表示。放电深度越大，说明锂离子在电极材料中的扩散越远，电池的储能效率越高。然而，过大的放电深度会导致电极材料的结构破坏，从而降低电池的循环寿命。因此，优化电极放电深度分布对于提高锂离子电池性能至关重要。 2.实验方法和数据来源 本研究采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等表征手段，对不同放电深度下的锂离子电池电极材料进行微观结构分析。同时，通过恒流充放电实验和循环伏安实验获取锂离子电池的充放电性能数据。 3.实验结果分析与讨论
锂电池充放电性能及充放电温升的测试分析
锂电池充放电性能及充放电温升的测试 分析 【摘要】锂电池在快速发展的今天，其安全性能越来越受到人们的关注，其 中热量是影响电池安全的主导因素之一。为了研究磷酸铁锂锂电池在充放电过程 中的产热问题，进行了本次的测试。从充电试验来看，充电电流在锂电池允许的 范围内或者以较小的充电电流进行充电时平均的温升不到5℃，同时在充电完成 的最后阶段依然存在温升情况，在使用锂电池时应注意此时的安全；从放电的测 试来看，放电达到截止电压停止放电后，单体电压和总电压都有一个突增，而且 在使用1C的放电系数来看，平均温升在15℃以内，也较为安全。 【关键词】锂电池；充放电；温升； 锂电池在快速发展的今天，其安全性能越来越受到人们的关注，其中热量是 影响电池安全的主导因素之一。为了研究磷酸铁锂锂电池在充放电过程中的产热 问题，进行了本次的测试，并形成了总结。 本次测试150kva后备1小时，共计38个模组串联后的充放电测试，负载 150kw，放电时间按1小时，充放电试验做两组，每10分钟记录一次数据，分别 记录单体电压，充放电电流，单体温度等数据，实验室环境温度基本恒定在25℃。 模组内部温度检测2个点，电压检测5个点，每个铜排上固定一个检测线。 每两个模组共用一个从控（每个从控最多有12个电压采样点，4个温度采样点），主控和总控布置在高压箱中；从控，主控和总控之间通讯为RS485通讯。 1. 充电测试 锂电两次充电时间分别为5.5小时和5小时，满足电池充满条件，与理论计 算值基本一致；
1.1 第一次锂电充电数据记录 第一次锂电充电数据统计 充电时间 1 4.04 14 .56 15. 16 16 .15 1 7.25 19.36 总电流(A) - 52.9 - 62.6 - 61.8 - 62.3 00 总电压(V) 5 07.7 50 9.2 509 .2 51 1.2 5 07.9 514.1 Vmax(mV) 3 344 33 53 335 2 33 67 3 349 3442 Vmin(mV) 3 337 33 46 334 4 33 58 3 340 3368 Tmax(℃) 2 5.4 26 .4 27 28 .7 3 0.2 30.1 Tmin(℃) 2 4.3 25 .6 26. 3 27 .9 2 8.9 28.8
大倍率放电时电动汽车用锂离子电池的热性能
大倍率放电时电动汽车用锂离子电池的热性能 张云云;白洁;张国庆 【摘要】为保证锂离子动力电池安全、可靠和高效的运行，实验研究了其在大倍率放电时的热性能。实验中，对于一款商业电动车用3.2 V、50 Ah锂离子电池，用充放电测试仪和温湿度巡检仪，控制放电倍率为1C~3C（50~150 A）。结果表明：电池放电倍率越大，电池两端工作电压平台越低，电池放电量越小，电池表面的温升率越大。当放电倍率达到3C (150A)时，电池表面温度超出其安全工作温度，因而，锂离子动力电池在大倍率放电时，需要为其增加散热设备。拟合了一组用于计算不同放电倍率下电池的瞬时产热量的经验公式。这些公式可用于锂离子动力电池的辅助散热设备的设计和选择。%The electrical and thermal performances of power lithium-ion batteries used in electric vehicles were experimentaly investigated to guarantee the power lithium ion battery operate safely, reliably and efifciently. A charge and discharge tester and a temperature / humidity recorder were used to control the various rate of discharge at the arrange of 1C~3C (50~150 A) for a kind of 3.2 V/50 Ah lithium-ion power batteries commercial applied. The test results show that the operator voltage platform between battery two ends is going to lower with the output energy decreasing and the battery surface temperatures increasing when the discharged rate increases. The temperature at the lithium-ion battery surface exceeds the temperature limit for battery safely operating when the battery discharged rate up to 3C rate (or 150 A). Therefore, being equipped with cooling device is necessary for battery to ensure battery operate safely and efifciently. A group of empirical
锂离子电池的基本生热及传热特性分析
锂离子电池的根本生热及传热特性分析 理高子电迪畏指在充就电过程申有锂离子嵌入或脱出电池正员核材料的电対叭锂离子电池的主要结构包括；正极材料、隔膜、电解液、负械材料、正员极集流休何。 正极材料直接决定了电池曲特点，咸本占到整个电池的三咸左右。锂离子电池的正极材料应能够嵌入犬量的霾禹子，以得到较高的比能量，此外，锂高子嵌入/脱嵌过程要有校高的可逹性 團。一般选用锂元素的过渡金厲童化物等钱入化合物口根据正樓材料选取的不同，吕前常用的锂高子电池主要包括钻駿锂离子电池，即以歡化钻理(LM)为正极射料；钱酸锂稱子电地，即以为正极材料’ 磷酸轨锂电池，即以磷酸亚铁锂(LiFePCh)为正极材料；三元复合材料材料㈣口各种锂离子电池的特性见表Z 1^[41]： 表2. I不同正极材粉的锂离子电池特性 正极材舛 钻酸锂 (LiCo03)
正极材料钻酸锂铁酸锂三元复合材料磷酸铁锂 无过充本钱低、比容优点平安性好 限制量高 无过放振实密度高、 工艺成熟耐过充 电限制穂定性好 高温稳循环性、平安 离温稳定 定性好 本钱高、安充敖电容量衰充放电 传导率低、合 缺点 全隐患高减强结构不 成困难穩定 只适合小容 循环寿命低 工艺条高倍率充放电 量单体电池件苛刻性能差姑酸锂离子电池在15(TC高温时易爆炸，平安性差，原料本钱超过40万元/ 吨，且循环寿命短冋；钱酸锂离子电池平安性有所提高，但髙溫下的循环寿命只有500次左右。而磷酸铁锂正极的锂离子脱出/嵌入后，磷酸铁锂的晶体结构几乎不发生重排，因此，猎酸铁锂离子电池的循环性能更好，可反复充放电达1000 次以上，通过材料改性，寿命甚至可到达1万次以上，在高温高热环境下的稳定性也较高冋，畏目前正极材料的最正确选择。 电解液填充电池内部，分布在隔膜两侧。电解液对离子有髙导电性，在电池内部的止、负极之间承当着传输电荷的作用；由于程离子电池的工作电压一般为3.2V,而水在1.2V左右的电压下即会发生电解，故一般采用非水有机溶剂和分解电压更高的电解质盐溶剂等作为锂离子的载体呗. 隔膜的主要作用是将锂离子电池的正炭极材料隔开，其具有选择通过性：电子不能通过电池的内电路，但锂离子可自由通过。隔膜在电池中会表现为一定的电阻性质。 负极材料主要有石墨及其相关材料。 集流体是正负极的导电骨架。 此外，锂离子电池在前几次充电过程中，有机电解液会在负极外表上发生氧