动力锂电池组在应用中存在的问题

关于浅谈锂电池充电电路原理及应用的专业论文

专业电子类论文题目:浅谈锂电池充电电路原理及应用作者:yyj 职称:自动化工程师发表期刊号:XXX-XX 浅谈锂电池充电电路原理及应用现代生活中,科技高速发展,电子产品需求量急升,应用之广，已达到一个新高度。从而对电子产品充电电池的要求，也越来越高。常用的电池有多种，而锂电池占据较大份额。锂离子电池以其优良的特性，被广泛应用于: 手机、摄录像机、笔记本电脑、无绳电话、电动工具、遥控或电动玩具、照相机等便携式电子设备中。一、锂电池与镍镉、镍氢可充电池：锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。锂电池具有：体积小、容量大、重量轻、无污染、单节电压高、自放电率低、电池循环次数多等优点，但价格较贵。镍镉电池因容量低，自放电严重，且对环境有污染，正逐步被淘汰。镍氢电池具有较高的性能价格比，且不污染环境，但单体电压只有1.2V，因而在使用范围上受到限制。二、锂电池的特点： 1、具有更高的重量能量比、体积能量比；

2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压； 3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性； 4、无记忆效应。锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无需放电； 5、寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次； 6、可以快速充电。锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间缩短至1～2小时； 7、可以随意并联使用； 8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的绿色电池； 9、成本高。与其它可充电池相比，锂电池价格较贵。三、锂电池的内部结构：锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。单节锂电池的电压为3.6V，容量也不可能无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。四、锂电池的充放电要求： 1、锂电池的充电：根据锂电池的结构特性，最高充电终止电压应为4.2V，不能过充，否则会因正极的锂离子拿走太多，而使电池报废。其充放电要求较高，可采用专用的恒流、恒压充电器进行充电。通常恒流充电至4.2V/节后转入恒压充电，当恒压充电电流降至100mA以内时，应停止充电。

动力锂电池组充放电性能试及SOC评估

武汉理工大学毕业设计（论文）动力锂电池组充放电性能测试及SOC评估学院（系）：物流工程学院专业班级：物流自动化专业0903班学生姓名：张兵强指导教师：朱宏辉

学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书 2、不保密囗。作者签名：年月日导师签名：年月日

目录摘要 (1) Abstract (2) 第1章绪论 (3) 1.1 电动汽车概述 (3) 1.2 动力电池的发展状况 (5) 1.3 课题的研究目的和意义 (6) 1.4主要研究内容 (7) 第2 章锂电池组的特性分析 (8) 2.1磷酸铁锂电池 (8) 2.2工作原理 (8) 2.3电池性能参数 (10) 2.3.1电池容量 (11) 2.3.2电池电压 (12) 2.3.3内阻 (12) 2.3.4充放电倍率 (12) 2.3.5循环使用寿命 (13) 2.4电池性能的主要影响因素 (13) 2.5电池特点及充放电特性 (14) 2.5.1实验设备 (14) 2.5.2电池特点 (14) 2.5.3充电特性 (15) 2.5.4放电特性 (16) 第3章锂电池组SOC估算 (18) 3.1 SOC 定义 (18) 3.2 影响 SOC 的因素 (19) 3.2 常见 SOC 的估计方法 (20) 3.3.1 卡尔曼滤波原理 (21) 3.3.2标准卡尔曼滤波 (22) 3.3.3扩展卡尔曼滤波（EKF）算法 (23) 3.4卡尔曼滤波修正算法 (25) 3.4.1 扩展卡尔曼滤波复合模型 (25) 3.4.2卡尔曼滤波修正算法 (25) 第4章结论与展望 (28) 4.1本文结论 (28) 4.2展望 (28) 致谢 (29) 参考文献 (30)

锂离子动力电池安全性及解决方法(2021)

Safety issues are often overlooked and replaced by fluke, so you need to learn safety knowledge frequently to remind yourself of safety. （安全管理）单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 锂离子动力电池安全性及解决方法(2021)

锂离子动力电池安全性及解决方法(2021)导语：不安全事件带来的危害，人人都懂，但在日常生活或者工作中却往往被忽视，被麻痹，侥幸心理代替，往往要等到确实发生了事故，造成了损失，才会回过头来警醒，所以需要经常学习安全知识来提醒自己注意安全。在新能源汽车发展过程中，除价格高、续驶里程短和充换电基础设施不足外，动力安全性是消费者和专业人士关注的重点。这个问题也影响到了动力电池比能量的提升。 “发展防短路、防过充、防热失控、防燃烧及不燃性电解液是应对动力电池安全性的关键。”武汉大学艾新平教授在上海举行的第14届中国国际工业博览会新能源汽车产业发展高峰论坛上强调。锂离子动力电池不安全行为的发生机制艾新平分析指出，锂离子动力电池除了正常的充放电反应外，还存在很多潜在的放热副反应。当电池温度或充电电压过高时，很容易引发这些放热副反应。主要的过热副反应包括:1.SEI膜在温度高于130℃时分解，使电解液在裸露的高活性碳负极表面大量还原分解放热，导致电池温度升高。这是引发电池热失控的根本原因。 2.充电态正极的热分解放热，及进一步由活性氧引发的电解液分

一种双锂电池组供电的混合动力汽车电池组设计

现代电子技术 Modern Electronics Technique 2015年11月15日第38卷第22期 Nov.2015Vol.38No.22 doi ：10.16652/j.issn.1004?373x.2015.22.044 收稿日期：2015?04?09 0引言电动汽车对环境友好，能量利用率高，在如今环境污染严重、石油资源有限的情况下，成为未来汽车产业的发展趋势[1] 。世界各主要国家，包括美国、日本、德国、法国等，都投入了很大的力量进行电动汽车研发。混合动力汽车是在传统驱动系统的基础上引进了电力驱动系统，与纯电动汽车相比，它有较长的行驶里程；与传统的内燃机汽车相比，它改善了燃油的经济性[2]。目前，混合动力汽车已经全面进入产业化阶段，许多大公司推出了多款混合动力量产车型，其中丰田第三代Prius ，节油效果可以达到50%以上，百公里油耗下降到4.7升。截至2014年9月底，混合动力车的全球累计销量已经突破700万辆，达到705万辆[3] 。然而，电池技术一直是电动汽车发展的瓶颈。在现有电池技术下，锂电池较铅酸电池、镍氢电池等而言具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应、循环寿命长、无污染、质量轻、自放电小等优点，成为动力电池的研究重点。但是，电动汽车的电压要求在100V 以上，需要数十个电池单体串联，并且为满足汽车续航所需电池容量，需要在串联基础上并联进行扩容。由于电池的生产工艺限制，锂电池单体之间存在容量、电压、内阻等的不一致，即使在同一批电池中也存在差异，并且随着使用时间和循环次数的增加，电池容量衰退和老化过程的不同还会加剧电池的不一致性。电池单体间的不一致性，会导致电池组整体性能下降，缩减电池组寿命。串联电池组性能取决于电池组性能最差的那个电池单体，并且在充放电过程中，由于电池单体间的容量不一致可能造成个别单体电池的过充或过放。在并联电池组中，电池单体不一致性会出现电流不均衡，并联支路电流同时受到本条支路参数和其他支路参数影响[4]。由此可见，电池组的串并联方式，不仅影响宏观上的电量和电压，在微观上也会影响单体的寿命。通过研究合理的锂电池成组方式，辅以具有均衡模块的电池管理系统（Battery Management System ，BMS ），可以有效提高电动汽车电池组寿命，优化电池性能。一种双锂电池组供电的混合动力汽车电池组设计方莹，陈军峰，吴智正（武警工程大学信息工程系，陕西西安 710086）摘要：这里提出一种适用于混合动力汽车的双锂电池组供电方法。该混合动力汽车电池组由两个锂电池组组成，交替供电和充电。大量锂电池单体的串并联会因单体之间一致性差而降低电池组寿命和可靠性。这种设计不仅可以消除电池并联中因一致性差引起的不均衡电流，还能进一步提高电池组的可靠性。关键词：混合动力汽车;锂电池组;双电池组供电;优化成组中图分类号：TN958?34；TM912.8 文献标识码：A 文章编号：1004?373X （2015）22?0155?03 Design of dual lithium battery packs applied to hybrid power automobile FANG Ying ，CHEN Junfeng ，WU Zhizheng （Department of Information Engineering ，Engineering University of CAPF Engineering ，Xi ’an 710086，China ） Abstract ：The power supply method of the dual lithium battery packs applied to hybrid power automobile is presented.The dual lithium battery packs are composed of two battery packs.The method makes one battery pack supply power for the vehicle while another is charged.The lifetime and reliability of the battery pack are influenced by the poor consistency of the batteries while they are connected in series or parallel.The design can eliminate the unbalanced current problem created by the poor con? sistency of the paralleled batteries ，and improve the reliability of the battery packs. Keywords ：hybrid power automobile;lithium battery pack;twin battery pack power supply;optimized grouping

锂离子电池安全性

车用锂离子动力电池系统的安全性剖析国家大力支持以电动汽车为主的新能源汽车新兴产业。然而以热失控为特征的锂离子电池系统的安全性事故时有发生，困扰着电动汽车的发展。动力电池安全性事故的常见形式及成因是什么？又该采取怎样的防范措施？小编带你一览要点。 1 动力电池安全性问题锂离子动力电池事故主要表现为因热失控带来的起火燃烧。如表1和图1 所示。表1 近年发生的锂离子动力电池事故图1 近年来部分锂离子动力电池事故锂离子动力电池系统安全性问题表现为3个层次（图2）。 1）电池系统安全性的“演变”。即电池系统长期老化——“演化”（事故1、2、3、5、7）和突发事件造成电池系统损坏——“突变”（事故4、6）。 2）“触发”——锂离子动力电池从正常工作到发生热失控与起火燃烧的转折点。 3）“扩展”——热失控带来的向周围传播的次生危害。

图2 动力电池系统安全性问题的层次 2 动力电池安全性演变 2.1 “演化”与“突变” 电池系统长期老化带来的可靠性降低，演化耗时长，可以通过检测电池系统的老化程度来评估电池系统安全性的变化；相比而言安全性突变难以预测，但是可以通过既有事故的形式来改进电池系统的设计。 2.2 安全性演化机理电池系统任何部件的老化都可能带来安全事故的触发，如事故1、7。除此之外，电池本身的安全性演化主要表现为内短路的发展。电池内部的金属枝晶生长是造成内短路的主要原因之一。值得一提的是，老化电池的能量密度降低，热失控造成的危害可能会降低；另一方面老化电池更容易发生热失控。图3 锂离子电池内部金属枝晶的生长与隔膜的刺穿

3 电池安全事故触发 3.1 热失控机理经过演变过程，电池事故将会进入“触发”阶段。一般在这之后，电池内部的能量将会在瞬间集中释放造成热失控，引发冒烟、起火与爆炸等现象。当然电池安全事故中，也可能不发生热失控，热失控后的电池不一定会同时发生冒烟、起火与爆炸，也可能都不发生，这取决于电池材料发生热失控的机理。图4、图5与表2展示了某款具有三元正极/PE基质的陶瓷隔膜/石墨负极的25 A·h锂离子动力电池的热失控机理。热失控过程分为了7个阶段。图4 某款三元锂离子动力电池热失控实验数据（实验仪器为大型加速绝热量热仪，EV-ARC）图5 某款三元锂离子动力电池热失控不同阶段的机理表2 某款锂离子动力电池热失控的分阶段特征与机理

《锂离子电池应用》word版

国海军对其使用的所有锂电池都要根据NA VSEA指南9310.1b和技术手册S9310-AQ-SAF-010进行安全性评估。描述了对战场准备自主水下航行体(BPAUV)上锂离子电池进行的安全性测试试验;也给出了由海军水面战中心(NSWC)Carderock实验室所做的

LiNi x Co(1-x)O2由LiNiO2材料改性得到，是一种高容量的锂离子正极材料，比容量比LiCoO2高30%左右，具有很好的比功率特性，价格相对低廉。但是由于这种材料的合成相对困难、吸水性较强、与电解液的相容性较差、安全性较差等原因，并未得到广泛的推广。目前世界上应用最好的是SAFT公司，其利用LiNi x Co(1-x)O2正极材料制造的各种型号的锂离子电池已广泛应用于卫星、UUV以及各类便携式电子设备上。 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2是另一种高容量的正极材料，集合LiNiO2、LiCoO2和LiMnO2的优点，可逆比容量可以达到160mAh/g以上，是非常有前途的正极材料。此材料不仅有比容量高的优势，而且安全性也相对较好，价格相对较低，与电解液的相容性好，循环性能优异，是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料，甚至有在大型动力领域应用的可能。 LiMn2O4是LiCoO2外研究最早的正极材料，它具有较高的电压平台，较高的安全性和低廉的价格，在大容量动力电池领域有广阔的应用前景；但是其较低的比容量（110mAh/g），较差的循环性能（300次），特别是高温循环性能差使得其应用受到了较大的限制。尽管经过这几年的研究，LiMn2O4的性能得到了较大的提高，但高温循环性能依然是使用的一个瓶颈。目前国内以锰酸锂为正极材料制造锂动力电池最成功的厂家为北京中信国安盟固利公司。其生产的大容量动力型锰酸锂电池经过了两到三年的示范运行，成为配套2008年北京奥运会电动汽车的唯一电池。 LiFePO4是最近两年才快速发展起来的正极材料，其较高的安全性能，良好的耐高温特性，优越的循环性能使得其作为动力电池和备用电源领域有广阔的应用前景。但是其也存在一些缺点，特别是其电压平台较低（3.2V），振实密度低，使其制成的电池比能量较低，而且由于磷酸铁锂制备工艺要求控制严格，批次生产质量一致性差，导致其成本居高不下。同时磷酸铁锂材料的电导率低，低温放电性能差，倍率放电差等问题也需要继续研究和改进。但是近年来在世界范围内的广泛研究已经使这些问题得到了改善，特别是低温放电性能及功率特性。日本三井造船生产的磷酸铁锂动力锂电池能够以20C的

锂离子动力电池的安全性问题分析Word版

锂离子动力电池的安全性问题分析（）摘要：本文从锂离子电池材料和制作工艺两个方面分析影响锂离子电池安全性能的因素，并进一步分析锂离子电池组安全性的关键问题。关键词：锂离子电池；安全性能；热稳定性；影响因素 Power type lithium ion battery safety problem analysis (Electrical Engineering College, Longdong University, Qingyang 745000, Gansu, China) Abstract:This article from the lithium ion battery materials and production process analysis of two aspects of influence of lithium ion battery safety performance factors, and further analysis of lithium ion battery safety problems. Key words:Lithium ion battery; Safety performance; Thermal stability; Influence factors. 0 引言锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池。是现代高性能电池的代表。锂离子电池是最晚研究而商品化进程最快的一种高性能电池。锂离子电池以其独特的优势目前以成为各个领域广泛应用的新能源。锂离子电池具有电压高、比能量高、循环性能好等特点，越来越广泛应用发的3C市场领域、电动车(EV)和混合型电动车(HEV)市场领域、军事用途及空间技术领域。虽然，锂离子二次电池的安全性相对于金属锂二次电池有了很大的提高，但仍存在着许多隐患，比如：由于电池的比能量高，且电解液大多为有机易燃物等，当电池热量产生速度大于散热速度时，就有可能出现安全性问题。根据Ph.Biensan等的研究证明：锂离子电池在滥用的条件下有可能产生使铝集流体熔化的高温(>700℃)，从而导致电池出现冒烟、着火、爆炸、乃至人员受伤等情况。因此对锂离子电池的研制和生产来说，电池的安全性不仅是指在各种测试条件下不出现冒烟、着火、爆炸等现象，最为重要的确保人员在电池滥用的条件下不受伤害。 1 锂离子电池的几代变革第一代锂离子电池：负极：锂金属，工作电压高达3.7。由于直接以极其活跃的金属锂作为负极，安全隐患太大已经被淘汰。

我们对动力锂电池组的管理系统

第12届中国北京国际科技产业博览会节能、环保、新能源汽车技术及配套产品推介会报告稿我们对动力锂电池组的管理系统（BMS）的认识与看法公司：深圳市安泰佳科技有限公司作者：李金印日期：2009年5月20日

我们对动力锂电池组的管理系统（BMS）认识与看法（“科博会”报告稿）一、概述众所周知，锂电池作动力使用需十几节至几百节的大容量电池串联，其中一节电池若有问题，因安全原因整组电池则不能继续工作，故没有一个功能很强的管理系统是无法推广使用的。但因种种原因，目前国内外市场上尚未见到能达到使用要求满意的产品，故影响锂电池作为动力能源的推广应用。 2006年春我们与国外某知名厂家作该产品的实际演示测试对比，结果该公司的产品远无法达到原订的使用指标要求，在事后交谈中他们也坦诚其无耐。锂电池虽在特殊条件下有燃烧、爆炸不安全特性存在，但循环使用寿命应是为优的，可是目前国内影响其使用推广的关键问题是使用寿命太短，有的说“低于普通铅酸电池”。如果真是这样，锂电池即危险又短命且价格贵，那还有什么推广价值。我们认为此状况绝非仅是锂电池质量原因，而管理系统功能不完善、不准确及充电技术和充电设备不适应、不配套是关键因素，这也说明管理系统的重要性。我们认为蓄电池中锂电池在目前是最有推广应用价值的，所以，自1999年至今我们投入了大量资金与人力，专门对动力锂电池的管理系统进行研究开发，先后用国内七家多批次电池做了大量的实验。现将我们对管理系统BMS的认识作为意见提供讨论与参考。二、管理系统BMS应能对每节电池的特征参数进行测算这项工作确实是困难和复杂的，但应该去做，不了解怎能“管理”。所以，国外对蓄电池机理研究的人至今还很多，他们也给出了一些非常复杂而又不完全相同的数学模型，但采用“类比原理”都可简化成大家熟知的相同“等效”电路

锂离子电池简介及主要应用

锂离子电池简介使用煤炭，石油和天然气的很长一段时间以来，都是以化石燃料为主要能源，这样的能源结构，使得环境污染严重，并且由此导致的全球变暖问题和生态环境恶化问题受到越来越多的关注。所以，可再生能源和新能源的发展成为在未来技术领域和未来经济世界的一个最具有决定性的影响。锂离子电池作为一种新的二次清洁，且可再生能源，其具有工作电压高，质量轻，能量密度大等优点，在电动工具，数码相机，手机，笔记本电脑等领域得到了广泛的应用，并且显示出强大的发展趋势。锂离子电池的发展历史第二十世纪六十、七十年代，几乎在锂电池是发明的同时，研究发现许多插层化合物可以与金属锂的可逆反应，构成锂电池[1]。早在第二十世纪七十年代提出了分层组织作为阴极的斯梯尔最有代表性的一种，金属锂作为阳极的Li-TiS2系统。 1976年Whittingham证实了系统的可靠性。随后，埃克森公司的Li-TiS2系统进行深入研究，并希望其商业化。但是，系统很快就暴露出许多致命的缺陷。首先，活性金属锂容易导致有机电解液的分解，导致电池内部压力。由于锂电极表面的表面电位分布不均匀，在锂金属的电荷将在锂沉积的阴极，产生锂“枝晶”。一方面会造成可逆嵌锂容量损失，另一方面，枝晶可以穿透隔膜和负极连接，造成电池内部短路，瞬间吸收大量的热，发生爆炸，导致严重的安全隐患。这一系列因素导致金属锂电池的循环性能和安全两差异，所以Li-TiS2系统未能实现商业化。 1980，阿尔芒首次提出摇椅电池的想法。使用低锂嵌入化合物锂化合物代替金属锂作为阳极，采用高嵌锂电位嵌锂化合物作正极。同年，在美国德州大学Goodenough教授的国家提出了一系列的锂过渡金属氧化物LixMO2（M=Co 、Ni 或Mn)为两电池正极材料锂。1987，奥邦成功组装了浓差电池MO2 (WO2)/LiPF6-PC/LiCoO2和证明“摇椅电池”的想法的可行性，但由于负电极材料形成LiMoO2 CLiWO2嵌入电位高(0.7-2.0 V vs.Li/Li+)嵌锂容量较低，并没有显示高电压的锂离子二次电池的优点，比容量高。

关于-锂离子动力电池组的成本分析

关于锂离子动力电池的成本分析一、锂离子动力电池的目标市场锂离子电池由于工作电压高、储能较大、无记忆性和质量轻等优势发展迅速，一直在移动通讯、笔记本电脑等电器上大量使用；近年来随着新能源汽车的推广，锂离子电池被认为是最有效的能量工艺装置；同时新能源（太阳能、风能）并网发电站项目建设步伐加快，锂电池组为代表的储能技术成为核心发展的对象。针对电动汽车使用的电池以功率型电池为主，其特点是：电池的放电倍率很大，那么在设计过程中就要注意减小电池的内阻；在极片的选取上，高功率型的电池极片要厚些，在涂敷的厚度上，高功率型的电池极片要涂得薄些，这样锂离子和电子在电阻相对较大的电极活性物质上迁移的距离小，总内阻减小，可以支持大电流，以达到高功率的要求；针对储能电池以能量型电池为主，其特点与功率电池相反。对于高能量型电池，放电的倍率较小，那么在综合考虑内阻和容量的时候可以把容量排在前面，当然在增大容量的过程中也要尽可能地减小内阻。二、锂离子动力电池组的产业链状况

结合项目目前的状况，这里重点讨论电芯的成本情况，因为作为一个电池组（电池包），电芯是基础，多个电芯串并联组成电池组，多电池组串并联组成电池包，然后装在电动车上使用或做储能电源。而且其成本特性属于变动成本，后期电池组装过程中更多的与设备、软件等固定成本相关。电芯的关键是：正极（阴极）、负极（阳极）、电解液和隔膜。三、锂离子电池的成本分析 1、正极（阴极）材料：锂离子电池的主要构成材料包括电解液、隔离材料、正负极材料等。正极材料占有较大比例（正负极材料的质量比为3: 1~4：1）,因此正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。目前锂离子动力电池场上主要使用以下五种材料：

锂离子电池的正确使用方法

锂离子电池的正确使用方法目前大家在市面上买到的便携电子产品，比如手机、MP3、相机等，绝大多数使用的都是可充锂离子电池，那么如何正确的使用锂离子电池呢~ 正确的充放电直接关系到锂离子电池的使用寿命和性能，在查了一些文献后，我总结了一下锂离子电池的正确使用方法供大家参考。一、锂离子电池的定义我们通常所说的“锂电池”，严格意义上来说，应该称为锂离子(Li-ion)电池。锂（Li）电池和锂离子(Liion)电池是两种不同的电池。最早出现的锂电池在使用时比较危险，经常会有在充电时出现燃烧、爆裂的情况出现。这是因为锂是比较活跃的金属元素，使用时不太安全。而锂离子电池（Li-ion）加入了能抑制锂元素活跃的成份，它是锂电池的替代产品，它的阳极采用锂的活性化合物组成，通常为钴酸锂（LiCoO2），负极则是吸藏锂离子的特殊分子结构的碳。充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列在呈片状结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。所以，在该电池中锂永远以锂离子的形态出现，不会以金属锂的形态出现，当然也就不会出现燃烧、爆炸等危险。从而使锂电真正达到了安全、高效、方便，而老的锂电也随之被淘汰了。区分锂电池和锂离子电池的方法相当简单：从电池的标识上就能识别，锂电的标识为Li，而锂离子电池为Li-ion。二、电池的记忆效应电池记忆效应是指电池长时间经受特定的工作循环后，自动保持这一特定的倾向。这一现象最早出现在镍镉电池中，如果不放尽电量，电池会随使用次数的增加而呈现出电量愈来愈少的状态，所以要每次用尽电池再充电。后来的镍氢电池，其实已经没有明显的记忆效应，但是仍然需要经常的彻底充放电来保持其正常的蓄电量，因此，某些镍氢电池的充电器提供了放电后再进行充电的功能。锂电池则基本上没有镍镉电池的记忆效应，记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应。但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的。主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目。三、锂离子电池的激活锂离子电池是不需要采用超常时间充电来激活的。如果从锂离子电池的工作原理和锂离子电池的性能特征来看，这一说法无疑是正确的。锂离子电池在出厂以前本身要经过恒压充电，然后放电，如此几个循环，使电极充分浸润电解液，充分活化，以容量达到要求为止，这个就是激活过程，这样出来的锂离子电池到用户手上已经是激活过的了。但是存在一个问题，就是电池厂出厂的电池到用户手上，这个时间是难以确定的，有时可能是很短的，仅一两个月，但也有可能是很长的，长达半年一年。如果是很长的时间，那么电池电极材料就会钝化，故尔，锂离子电池在首次使用时进行激活还是有必要的。所以，厂家一般也建议：对初次使用的锂离子电池最好进行1~3 次完全充放电过程（这里的完全放电不可理解为过度放电），以便消除电极材料的钝化，达到最大容量。之后，电池就可以即用即充，只有在长时间不用后才需要再次进行完全充放电，使之恢复活力。需要了解的是：锂离子电池不允许过度充电和过度放电（过度放电的意思是：比如你用的手机，你直接把电池用过自动关机，然后再强行开机，再自动关机，使电池彻底没电），这将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏。此外，充电时若产生过高的温度，也将会引发锂离子电池的损害，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常。大多数锂离子电池配套的充电器通常具有充放电的控制电路，当充电完成时，电路会自动断开，指示灯会自动熄灭，以保护锂离子电池。这样，你在给锂离子电池充电时，忘记了及时拔下充电器的电源插头，一点也不用担心电池会过充和过热。这个时候插不插上电源其实已经没有区别了。但是，如果你的充电器没有自动断开的保护电路，那么，你的电池一旦充电完成时，应该及时拔下电源插头，以避免锂离子电池因过充而损坏。四、锂离子电池的使用寿命有一点需要告诉大家：锂离子电池的使用寿命不同于镍镉电池和镍氢电池的寿命是以充电的次数来计算，锂离子电池的使用寿命体现在充放电周期上，这个周期指的是一次完整的充放电过程。锂离子电池的使用寿命在出厂时就已经确定了，同一个品牌和批号的产品，他们的使用寿命,也就是充放电的周期数是一样的。举一个简单的例子来说，如果你上次使用了电池40％的电力，将电池充满电，下次又使用了60％的电力，又充满电，这样两次的充放电使用恰恰刚好是一个完整的充电周期，而不是两个，所以，无论你是喜欢把锂离子电池用完了再充电，还是喜欢随用随充，均无伤大雅。（这里的用完不是完全用完）锂离子电池的保养的建议： ①其实不必刻意使锂离子电池每一次都是在电力用尽后再充，外出前可以将电池充满电，备上一块备用电池不失为一个理想的选择。 ②一段时间可以进行一次保护电路控制下的深充放以修正电池的电量。 ③切记不要使锂离子电池过度充电。如果你的充电器没有自动断电功能，那么就必须在充电完成后及时拔下电源插头。否则，不仅有可能会损坏电池，而且会有可能因为电池的电压过高而烧坏数码照相机，特别是袖珍数码照相机。 ④锂离子电池长期不用时，应充入一定的电量以防电池在存贮中自放电过量导致过度放电的损坏。同时，应存放在阴凉的地方以减弱其自身内部钝化反应的速度。 ⑤最后一条是：实际上，锂离子电池在使用中没有太多要顾及的方面，换句话说，就是顾及也没有太大的作用。一个电池能使用多少次，也许差别更多的来自电池

锂离子动力电池安全性问题影响因素

锂离子动力电池安全性问题影响因素... 影响动力电池安全性能的因素贯穿了一个动力电池从电芯选材到使用终结的生命周期的始终，因此原因复杂多样层次丰富。电芯材料本身，电芯的制造过程，电池集成中关于BMS(电池管理系统)和安全性方面的设计和使用工况都是锂离子电池安全性表现的影响因素。在这些环节中，出现制造误差和滥用工况是无论如何也难以避免的，所以在这个现实条件下，对电池发生热失控的预案设计就显得尤其重要。本文通过对锂离子动力电池安全性能影响因素的梳理总结，以期为其在高能量/高功率领域的应用和研究提供可靠的依据。 1前言锂离子电池因为其具备高能量密度，高功率密度和长使用寿命的特点，在化学储能器件中脱颖而出，现在在便携式电子产品领域已经技术成熟广泛应用了，如今在国家的政策支持下，在电动车领域和大规模储能领域的需求量也呈爆发式的增长。锂离子电池在通常情况下是安全的，但是，时有安全性事故的报道呈现在公众面前。比较著名的有近几年的波音公司737 和B787飞机电池着火，比亚迪电动车起火，特斯拉MODEL S起火…这些锂离子电池安全性事故进入公众视野的最早时间可以追溯到4、5年以前。发展到现在，安全性仍然是制约锂离子电池在高能量/高功率领域应用的关键性因素。热失控不仅是发生安全性问题的本质原因，也是制约锂离子电池性能表现的短板之一。

锂离子电池的潜在安全性问题很大程度上影响了消费者的信心。虽然人们一直期待BMS能够准确地监控安全状况（SOS）并能预测和阻止一些故障的发生, 但是，由于热失控的情况复杂多样，很难由一种技术系统保障其生命周期中所面临的所有安全状况，所以，对其引发原因的分析和研究对一个安全可靠的锂离子电池来说仍然是必要的。 2电芯材料的选择锂离子电池的内部组成主要为正极｜电解质｜隔膜｜电解质｜负极，在此基础上再进行极耳的焊接，外包装的包裹等步骤最终形成一只完整的电芯。电芯再经过初始的充放电，化成分容排气等步骤以后，就可以出厂使用了。这个过程的第一步，是材料的选择。影响材料的安全性因素主要是其本征的轨道能量、晶体结构和材料的性状。正极材料正极活性材料在电池中的主要作用是贡献比容量和比能量，其本征电极电势对安全性有一定的影响。例如，近年来，中国已经将低电压材料LiFePO4（磷酸铁锂）作为动力电池的正极材料广泛应用于交通工具（例如混合式动力车HEV,电动车EV）和储能设备（例如不间断电源UPS）中，但是LiFePO4在众多材料中所展现出来的安全性优势实际是以牺牲能量密度为代价的，也就是说会制约其使用者（如EV,UPS）的续航能力。而像NMC (LiNixMnyCo1-x-yO2)等三元材料虽然在能量密度上表现优异，但是作为动力电池的理想正极材料，安全性问题一直得不到完善

锂离子动力电池成组技术及其连接方法

锂离子动力电池成组技术及其连接方法发表时间：2016-08-26T11:16:09.417Z 来源：《电力设备》2016年第12期作者：杨明[导读] 在混合动力汽车领域，动力电池技术将发展成我国乃至全世界的发展中心。杨明（上汽万向新能源客车有限公司）摘要：本文笔者结合工作经验分析了锂离子动力电池成组技术和连接方法进行分析，可供参考。关键词：锂离子；动力电池；连接工艺在未来几年时间内，新能源汽车领域的发展中心和发展方向为：在纯电动汽车领域，我国和世界的技术发展步伐将差不多保持同步，电池材料问题将成为以后发展过程中务必要解决的重点问题；在混合动力汽车领域，动力电池技术将发展成我国乃至全世界的发展中心。大家都知道，锂离子动力电池是以电池包的形式被广泛地运用到新能源电动车内，动力电池模组是依靠多种单体电芯串联并联组装构成的，单体电芯间的加固和连接要求连接电池和片的极柱的接触电阻小、稳固、能成功抵御振动。实际上，锂离子动力电池的质量比能量密度、体积功率密度以及体积能量密度都和动力电池系统内部单体电池间的连接工艺和结构存在着巨大关联性，本文将简单地介绍锂离子动力电池的连接方法和成组方法。一、不同极柱类型电池的连接工艺动力电池系统在成组的过程中，单体电芯间连接片的连接通常需借助电阻焊、激光焊、螺栓机械紧固。每一颗电芯间连接的紧实性与统一性都会对整车安全以及整体电池模组能量的发挥起到重大的影响。 1.外螺纹极柱型电池外螺纹极柱型电池一般选取螺栓螺母进行机械紧固，单体电池间一般运用机械锁紧的连接技术。如此，能增加组装的灵便性，但也会导致外螺纹极柱的组装空间远远超过其他极柱，从某种意义上讲其会影响到体积能量密度。螺母或者螺栓机械锁紧是指依靠螺母把带螺纹极柱和连接片拧紧固定，以免出现松动。在连接防松设计方面，其涵盖了机械防松、摩擦防松以及永久防松三种。通常而言，机械防松可选取销子防松、槽形螺母防松以及止动垫片防松等；摩擦防松可选取自锁螺母防松以及弹簧垫片防松等；永久防松可采取螺纹紧固胶防松等。在实践过程中，若想便于后期更换或者拆卸电池，则应运用机械防松方式。在验证其抗震动性等性能后，确认符合标准才可投用。对于外螺纹极柱型电池，新型结构的大容量圆柱型电池，其极柱留有用于激光焊接的平台的同时，平台上方又有外螺纹极柱，用激光焊接连接片的同时，又用螺母通过螺纹极柱对连接片拧紧固定，再用特别设计的保护支架对电池固定。其组装工艺如下:一种圆柱动力锂离子电池的成组组装工装，包括设置在多个排列在一起的单个电池极柱之间的保护支架。保护支架整体为上表面为方形平面，且四周均匀设置有4根支柱，该保护支架的方形平面正中间设置有长方形固定卡槽，任意对称的2边设置有卡座且个数相同，剩余对称的另外2边设置有卡扣个数也相等。该工艺具有结构简单、稳定耐用、生产能力强、原料易于加工的优点，有效克服了市场上电池组连接容易松动、结构不稳定、连接易脱落、制作成本高、生产效率低的缺点。以上这种利用圆柱锂离子电池成组组装的方法。3个排列在一起的单个电池组装成电池组后，将保护支架正中间设置的长方形固定卡槽分别直接卡入电池的正、负极柱上，保护支架卡槽和电池极柱嵌合在一起，保护支架之间通过卡座与“工”型拼装卡扣连接;最后可以将多个排列在一起的单个电池组装成电池组。锂离子电池的成组组装的方法，连接简单，而且连接后能一直保持电池固定状态，连接片与极柱的接触紧配，能保证电路一直处于低内阻状态。 2.平头型极柱电池平头型极柱的电池一般选取电阻焊焊接的方式，电阻焊是借助工件组合的方式，以电级施加压力，运用接头的接触面与附近范围形成的热，加热焊接接触点，直至其达到熔化或者塑性状态，再把工件组合焊接至一块的焊接工艺。电阻焊的优势在于其在组装动力电池模组的过程中，以连接片并联或者串联单体电池，再借助电阻焊使连接片被焊接至电池极端上面，组装工序较为便捷。在焊接过程无需加入辅助性焊接材料，通过批量生产的方式促使机械自动化的目的得以实现，其设备本成本要少于激光焊机。动力电池模组的电芯间选取电阻焊焊接加固的方式，待该项工作完成后，会大大提高电池模组的体积能量密度以及质量能量密度。其缺陷在于电池间的连接片材料需受限，铝焊接作用达不到预期效果、后期更换拆卸单个电池难度大等。平头型极柱的电池也可采用激光焊接连接。激光焊是利用高能量的激光脉冲对工件需要加工区域进行局部加热。激光辐射的能量通过热传导向材料内部扩散，将材料熔化后形成特定熔池来完成焊接的目的。该工艺主要具有以下一些优点:①在组装动力电池模组时，激光焊接的焊接精度高、强度高、焊接效率高;②在大批量组装生产时，更易于实现自动化生产，保证产品的一致性和质量;③凭借激光焊焊接的优势，电芯之间串联或并联的连接片都可用铝材质代替铜连接片，如此可以提高焊接效率，焊接强度，减少生产材料成本，减轻电芯模组质量，进一步提高整车电芯模组的能量密度。而缺点主要为:①连接片与电池焊接处的平整度要求高，焊接夹具需高精度满足焊接精度要求;②设备比较昂贵。 3.条型极耳的聚合物电池(电芯)目前聚合物电芯的连接工艺，主要有焊接与不焊接(机械压紧接触式)的2种方式。 (1)悍接焊接涵盖了锡焊与激光焊两类。因动力电池组面积大，超声波焊头位置不易碰触，因此很少运用超声波焊接，相较而言，激光焊接更为妥当。锡焊的高温工艺的运用在某种程度上会使聚合物电芯极耳处的密封增加风险，因锡的比重大导致电池组的质量的进一步提升。总之，不管是采取锡焊还是激光焊成组工艺，均对单体电池的更换不利。 (2)不焊接(机械压紧接触式)

锂离子动力电池使用与维护保养手册

锂离子动力电池使用与维护保养手册 —电动汽车用锂离子电池华晨鑫源重庆汽车有限公司新能源事业部目录 1.重要安全说明 (1) 2.相关介绍 (2) 2.1术语和定义 (2) 2.2锂离子电池工作原理 (3) 2.3锂离子电池为什么需要保护电路 (4) 3.充电 (6) 4.放电 (7) 5.存储 (8) 6.运输 (9) 7.常见问题及处理方法 (10) 8.维护 (11)

11.1日常维护......................................................... - 9 - 11.2定期保养 (11) 11.3维护与保养记录 (12)

1、重要安全说明 1.保证电池或电池组远离危险物品或危险材料，如具有腐蚀性的化学品、危险的机械设备、高温环境等； 2.不合理的使用该系列产品可能导致冒烟，如外部短路、过充电、过高的环境温度等。若发生冒烟的情况，请及时切断电源，使用二氧化碳或干粉灭火器进行处理，并用沙土或泥土掩埋。整个过程中必须及时疏散人群并及时报警（若必要时）； 3.不合理的使用该系列产品可能导致单体电池鼓胀，严重时可能导致塑料外壳破裂或产生裂纹，此时应立即停止使用该电池，请及时联系我公司相关技术部门或售后服务部门以获得处理方法； 4.禁止拆卸、挤压、穿刺、高温搁置或烘烤电池，避免电池受到过高幅度的震动、外力冲击、高处跌落等，此操作可能导致人身伤害或财产损失； 5.禁止直接把电池的正负极短路，避免有电池极柱压紧螺栓和导电带之外的任何金属或其他导电物体接触电池的正极和负极，此操作可能导致人身伤害或财产损失； 6.禁止将电池暴露或长期搁置在60℃以上的环境中，禁止试图加热或将电池投入火中，此操作可能导致人身伤害或财产损失； 7.禁止在没有安装合理的充电保护装置（锂离子电池保护线路板、电池管理系统等）或使用非环宇认可的充电设备（充电器、直流电源等）的情况下对电池进行充电，此操作可能导致人身伤害或财产损失； 8.禁止将电池浸入到水或其他导电的液体中，此操作可能导致人身伤害或财产损失； 9.禁止儿童和其他缺乏锂离子电池安全使用知识的人使用本系列产品，此操作可能导致人身伤害或财产损失；

[锂电池,特性,航空]关于航空用动力锂电池组工作特性分析

关于航空用动力锂电池组工作特性分析随着电动汽车、航空、通信等领域的发展需求，可重复充电的锂电池凭借其比能量高、质量轻、体积小、成熟度和成本优势得到广泛应用。操作系统复杂程度的提高，使得锂电池从单体到成组的技术也随之发展。单个电池是远远不能满足系统供能需求的，因此需要将电池串、并联组合使用。锂电池的性能，通常是指单体锂电池的性能。锂电池成组后不同于单体，其性能大打折扣。出现组内不均衡、散热性不好、安全性降低、寿命缩短等问题。所以，锂电池成组应用制约着电动汽车、航空航天等新能源产业领域的发展。准确地预测锂电池，尤其是锂电池组的性能和寿命仍是一个难点。从20世纪90年代开始，随着计算能力和软件技术的提高，那时的预测能力还不是很成熟，但很多的研究学者进行了一些先进研究实验为后面的研究奠定了基础。张华辉，齐铂金等对锂电池组合前后的特性做了研究，考虑到成组前后电池的容量、SOC等的变化;韩智强，姜久春等对锂离子动力电池电路模型的频率特性进行了仿真分析，为铁路客车电池的建模提供依据;P.Hong-Sun,K.Chong-Eun等对混合动力车锂电池组的充电均衡模块进行了研究;XiaosongHu,ShengboLi等人对锂电池不同的等效电路模型做了研究分析，为锂电池的后续研究提供了研究依据，等等。此外，国内外很多企业和高校及研究所都对锂电池组的管理和维护做了相关的研究。例如，曼彻斯特大学、美国通用汽车公司、日本丰田汽车和松下电器公司、韩国LG化学公司、中国比亚迪有限公司、清华大学、大连化物所等。文中首先对锂电池进行建模并基于扩展卡尔曼滤波算法估计其剩余电量，接着针对航空用7ICP系列的锂电池组，基于锂电池状态监测系统平台对锂电池成组前后进行充放电实验，研究分析实验结果得出锂电池组的工作特性。 1锂电池化学特性锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子。实验选用的7ICP系列锂电池组由锂离子蓄电池单体组成的。其正极材料为LiCoO2，负极材料为C。 2剩余电量估算卡尔曼滤波适用于状态向量、系统输入与观测向量之间是线性关系的系统。而扩展卡尔曼滤波法则将系统的非线性系统函数线性化，进而结合卡尔曼滤波基本算法进行状态估计，因此扩展卡尔曼滤波适用于非线性系统。以电池剩余电量为状态参数xk，电流ik为控制量建立状态方程，以电池电压yk为观测量建立观测方程。此计算流程通过Matlab软件仿真可得到电池剩余电量的估算结果，结合常温下电池放电实验验证，实验结果验证了该估计算法的可行性和精确性。 3锂电池组充放电实验及分析 3.1充电实验