电池基础知识
电池知识
什么是锂离子电池锂离子电池俗称“锂电”，是目前综合性能最好的电池体系。
锂离子电池负极是碳素材料，如石墨。
正极是含锂的过渡金属氧化物，如LiMn2O4。
锂离子电池具有如下优点：1．工作电压高。
锂离子电池的工作电压在3.6V，是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍。
2．比能量高。
锂离子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．循环寿命长。
目前锂离子电池循环寿命已达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。
4．自放电小。
锂离子电池月自放电率仅为6％－8％，远低于镍镉电池（25～30％）及镍氢电池（30～40％）。
5．无记忆效应。
可以根据要求随时充电，而不会降低电池性能。
6．对环境无污染。
锂离子电池中不存在有害物质，是名副其实的“绿色电池”。
锂离子电池是一种新型绿色环保电池“爱护环境，保护地球”是我们每一个人义不容辞的责任。
如何把我们的环境理念在行动上反应出来呢？作为电池消费者，应该购买、使用新型绿色环保电池；作为电池制造商，应该生产新型绿色环保电池。
只有经过大家的共同努力，才能创建、保护我们美丽和谐的自然环境。
新型绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制开发的一类高性能、无污染的电池。
目前已经大量使用的锂离子电池、金属氢化物镍电池和正在推广使用的无汞碱性锌锰电池以及正在研制开发的锂或锂离子塑料电池、燃料电池、电化学贮能超级电容器都属于新型绿色环保电池的范畴。
此外，目前已广泛应用的利用太阳能进行光电转换的太阳电池（又称光伏发电），也属于这一范畴。
锂离子电池安全特性是如何实现的？为了确保锂离子电池安全可靠的使用，专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计，以达到电池安全考核指标。
（1）隔膜135℃自动关断保护采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。
在电池升温达到120℃的情况下，复合膜两侧的PE膜孔闭合，电池内阻增大，电池内部升温减缓，电池升温达到135℃时，PP膜孔闭合，电池内部断路，电池不再升温，确保电池安全可靠。
电池基础知识介绍
目录
电池分类、动力电池及发展史 电池组成及工作原理 电池术语及电性能 重点 电池结构、组合方式及生产工艺 各种电池简介 电池相关标准及测试 电池公司大汇总
一.电池分类、动力电池及发展史
分类： 按工作性质及存储方式分：原电池，蓄电池，储备（激活）电池，燃料电池； 按电解质性质分：酸性电池，碱性电池，中性电池，有机电解质溶液电池，
电池反应
三.电池常用术语及电性能
1. 电动势：电池两极在断路时处于可逆平衡状态下，两极平衡电极电位之差，是 经过计算的理论值。
2. 开路电压：电池在断路时电池两极的电极电位之差。开路电压是一个实际测量 的值。如锂离子电池的开路电压为4.1V，铅酸蓄电池为2.1V
电动势＞开路电压 电池的电动势或开路电压值取决于所组成电池的电极材料与电解质的活度和放
注：图中A区(阴影部分)为电池对外输出的能量；B区为电池自身 损耗的能量。
b.电池的放电温度：温度降低，输出容量减少；
c.电池的放电终止电压：是由用电器以及电池反应本身的限定来设定的， 例如：充电时，终止电压为4.2V，放电时为3 .0V或2 .75V。
d.电池的贮存时间：电池经过长时间贮存后，电池的放电容量会相应减 少。
内阻与SOC的关系。
内阻测量方法。
8. 的电电池量容。量表：征指电一池定储放存Байду номын сангаас能制量度的下能（力在，一单定位的是I放A，hT或放，CV。终容）量，受电很池多所引给素出 的影响，如：放电电流、放电温度等。容量大小是由正负极中活性 物质的数量多少来决定的。
理论容量：活性物质全部参加反应所给出的容量。 实际容量：在一定的放电制度下实际放出的容量。 额定容量：又称公称容量，指电池在设计的放电条件下，电池保证给
电池基础知识培训
电池基础知识培训一、电池的定义电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它由正极、负极和电解液组成。
当电池连接到外部电路时，化学反应将会在电池内部发生，电流也将在电路中产生。
二、电池的组成和工作原理1. 正极：正极通常由氧化剂组成，例如氧化铅（PbO2）、过氧化铅（PbO2）、过氧化银（Ag2O）等。
2. 负极：负极通常由还原剂组成，例如铅（Pb）、锌（Zn）、锂（Li）等。
3. 电解液：电解液通常是指能够导电的液体，例如稀硫酸、盐水、碱性电解质等。
4. 工作原理：当电池连接到外部电路时，正极和负极之间将会发生化学反应，导致电子在外部电路中流动，从而产生电流。
三、电池的种类1. 干电池：干电池是一种封闭式电池，其中的电解液是固体或者干燥的。
干电池主要有碳-锌电池、碱性电池、锂电池等。
2. 湿电池：湿电池是一种开放式电池，其中的电解液是液态的。
湿电池主要有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等。
3. 太阳能电池：太阳能电池是一种能够将太阳能转化为电能的装置，它通常由光伏电池组成。
4. 燃料电池：燃料电池是一种能够将燃料的化学能转化为电能的装置，它通常由氢气和氧气组成。
四、电池的使用和保养1. 使用注意事项：- 使用电池时要按照正负极指示正确连接电路，避免短路。
- 电池使用完毕后要及时更换，避免因电池泄漏对设备造成损坏。
- 长时间不使用的电池要取出来存放，以免泄漏损坏设备。
2. 保养方法：- 定期清洁电池连接部分的腐蚀物，保持正常的电路连接。
- 避免在潮湿的环境中使用和存放电池，以免损坏电池。
五、电池的回收和环保1. 电池的回收：废旧电池属于危险废物，应当进行分类回收处理。
按照不同类型将电池回收至专用的废旧电池箱中，并交由专业的废品回收单位进行处理。
2. 环保意识：对于用电池的产品，应当鼓励使用可充电电池，减少对一次性电池的需求，从而减少废旧电池对环境的影响。
结语：电池是现代生活中不可缺少的一种能源装置，了解电池的基础知识对于正确合理地使用和维护电池具有重要意义。
电池基础知识
电池定义
化学电源俗称为电池，是一种利用物质的化学 反应所释放出来的能量直接转化为电能的装置。 顾名思义，电池是装电的池子，尤如水池，电 池的电压及容量类似于水池的水位高低和蓄水 量。电池电压的高低说明电池可能对外释放电 能的多少，电池容量则说明电池所贮存电量的 多少。
工作原理
电池使用过程电池放电过程，电池放电时在负极 上进行氧化反应，向外提供电子，在正极上进行 还原反应，从外电路接受电子，电流经外电路而 从正极流向负极，电解质是离子导体，离子在电 池内部的正负极之间的定向移动而导电，阳离子 流向正极，阴离子流向负极。电池放电的负极为 阳极，放电的正极为阴极，在阳极两类导体界面 上发生氧化反应，在阴极的两类导体界面上发生 还原反应。整个电池形成了一个由外电路的电子 体系和电解质液的离子体系构成的完整放电体系， 从而产生电能供电 。
锂离子电池命名
1. 电池标识组成3个字母后跟5个数字圆柱形或6个方形数字 2. 第一个字母表示电池的负极材料：I表示有内置电池的锂离子；L表示锂金属电极或锂
3.
4. 5. 6. 7.
合金电极 第二个字母表示电池的正极材料：C基于钴的电极；N基于镍的电极；M基于锰的电极； V基于钒的电极 第三个字母表示电池的形状：R表示圆柱形电池；P表示方形电池 数字圆柱形电池5个数字分别表示电池的直径和高度；直径的单位为毫米，高 度的单位为十分之一毫米。直径或高度任一尺寸大于或等于100mm时两个尺寸之间应 加一条斜线 方型电池6个数字分别表示电池的厚度、宽度和高度；单位为毫米。三个尺寸任一个 大于或等于100mm时尺寸之间应加斜线三个尺寸中若有任一小于1mm,则在此尺寸前 加字母t此尺寸单位为十分之一毫米。 扣式电池4个数字分别表示电池的直径和厚度单位为毫米。 例如： ICR18650表示一个圆柱形二次锂离子电池正极材料为钴其直径约为18mm高约为 65mm。 ICR20/1050 ICP083448表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为8mm,宽度约为 34mm高约为48mm。 ICP08/34/150表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为8mm,宽度约为 34mm高约为150mm。 ICPt73448表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为0.7mm,宽度约为 34mm高约为48mm。 LIR2450表示一个扣式二次锂离子电池正极材料为钴其直径约为24.5mm,厚度约为 5mm
电池基础知识
电池基础常识电池基础常识 (1)第一节电池的定义及参数 (3)一、电池的定义 (3)二、电池主要性能参数 (3)三、电池有关计算 (5)第二节几种常用二次电池的性能比较 (6)第三节锂电池的定义及分类 (7)一、锂电池的定义 (7)二、锂电池的分类 (7)三、锂电池的主要特点 (8)第四节锂离子蓄电池的结构与特性 (10)一、锂离子蓄电池工作原理 (10)二、锂离子蓄电池的构造 (11)三、锂离子蓄电池的特性 (12)四、锂离子蓄电池的控制 (13)五、各类电池发展现状 (13)第五节锂电池行业发展面临的挑战与对策 (16)一、中国锂电池研发存在的主要问题 (16)二、锂离子电池行业发展的制约因素 (16)二、聚合物锂电池和磷酸铁锂电池发展前景被看好 (17)第六节银通电池产品及其优势 (18)第一节电池的定义及参数一、电池的定义电池（battery）指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间。
随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。
如太阳能电池。
电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。
二、电池主要性能参数内容电池的主要性能包括电动势、额定容量、额定电压、开路电压、内阻、充放电速率、阻抗、寿命和自放电率。
电动势电动势是两个电极的平衡电极电位之差，以铅酸蓄电池为例，E=Ф+0-Ф-0+RT/F*In(αH2SO4/αH2O)。
其中：E—电动势Ф+0—正极标准电极电位，其值为1.690 Ф-0—负极标准电极电位，其值为-0.356 R—通用气体常数，其值为8.314 T—温度，与电池所处温度有关F—法拉第常数，其值为96500 αH2SO4—硫酸的活度，与硫酸浓度有关αH2O—水的活度，与硫酸浓度有关从上式中可看出，铅酸蓄电池的标准电动势为1.690-（-0.0.356）=2.046V，因此蓄电池的标称电压为2V。
铅酸蓄电池的电动势与温度及硫酸浓度有关。
电池基础知识
电池原理
例：镉—镍电池工作原理 电能
成流反应 2NiOOH + Cd + 2H2O
2Ni(OH)2 + Cd(OH)2
化学能
NiOOH + 2H2O + e+ OH-
Cd + 2OH- – 2e-
Ni(OH)2 Cd(OH)2
充电
放电
电池基本概念1
电池分类
蓄电池（二次电池）：电极反应可逆
特点：可循环使用
例：铅酸电池
Pb∣H2SO4∣PbO2
镉镍电池 Cd∣KOH∣NiOOH
铁镍电池 Fe∣KOH∣NiOOH
氢化物镍电池 MH/∣KOH∣NiOOH
四种主要的二次电池
二次電池 正電極 負電極 電壓 鉛酸電池 氧化鉛 鉛 2.0V 鎳鎘電池 氧化鎳 鎘 1.2V 鎳氫電池 氧化鎳 儲氫 1.2V 鋰電池 鋰鈷 碳 4.0V
柯尔劳施方程与离子独立移动定律 电导测量应用与计算 离子迁移数测量与计算 电解质活度、离子平均活度、离子平均活度与
活度系数计算 德拜－尤格尔极限公式、盐效应对溶解度的影
响及其计算
可逆电池
可逆电池条件 电极反应、电池反应与电池电动势测量 由化学反应设计可逆电池 电池电动势与电池反应热力学计算 标准电极电位与能斯特方程 浓差电池与液体接界电位计算 电池电动势测量的应用
化学能转变为电能的装置
电极 电极材料 电极反应 反应类型 得失电子的粒子 电子流动方向
负极 正极
锌片 铜片
Zn－2e－==Zn2+ 氧化反应 2H++2e－==H2↑ 还原反应
电池基础知识
（3）什么是电池内阻？
• 内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻 力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻值大， 会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大 小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影 响。是衡量电池性能的一个重要参数。注：一般以充电 态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量， 才能确保所得到的值的精确度。
•
•
容量常见单位有：mAh、Ah(1Ah=1000mAh)。
影响电池容量的因素主要有两个方面：一是活性物质的重量；二是活性物质 的利用率。活性物质的利用率包括A、活性物质的活性：残余电化学反应的 能力，与其晶形结构、制造方法和含杂质多少有关；B、电极和电池的结构： 成型方法、极板孔径、厚度、真实表面积大小；C、电解液的组成；D、制 造工艺；E、放电制度（T放、I放、V终）
一、电 池基本知识
1、电 池 组 成 要 素
①基本组成要素有：正极、负极、隔膜、电解液
②辅助组成要素有：集流体、导电柱、外壳等
2、电 池 分 类
锌锰 一次电池 (原电池） 碱锰 锂锰等
电池
二次电池
镍—镉
镍—氢 锂离子电池等
（充电电池）
贮存电池 燃料电池
（1）什么是Li-ion电池？
• Li-ion 电池是由锂电池发展而来。所以在介绍 Li-ion 电池 之前，先介绍锂电池。举例来讲，以前照相机里用的扣 式电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是锂金属。负 极材料是碳材。按照大家习惯上的命名规律，我们称这 种电池为锂电池。 • Li-ion电池的正极材料是氧化锂钴，负极材料是碳材。电 池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来 实现电池的充放电过程，所以人们称之为Li-ion电池。 • 自1991年日本索尼公司开发成功以碳材料为负极的锂离 子电池以来，锂离子电池已迅速向产业化发展，并在移 动电话、摄像机、笔记本电脑、便携式电器上大量应用。
电池基础知识与工作原理及流程
2、电池的分类
B．按电解质性质分类 酸性电池（铅酸电池） 碱性电池（氢镍电池） 中性电池、 有机电解质电池（锂离子电池，如Li-MnO2) 非水无机电解质电池(Li-SOCL2锂-亚硫酰氯) 固体电解质电池
C．按活性物质的保存方式分类 按活性物质的保存方式可以分为： 活性物质保存在电极上面，其中有一次电池和二 次电池两种； 活性物质保存在电池之外，使用时通入电极，这类有非再生型燃料 电池和再生型电池。
1、容量
• 电池在一定放电条件下所能给出的电量称 为电池的容量，以符号C或It表示。常用 的单位为安培小时，简称安时（Ah）或 毫安时（mAh）。
• 电池的容量可以分为理论容量、额定容量 、实际容量。
• IEC容量测试方法
1.1 容量分类
• 理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的 最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用比容量的 概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量 ，单位为Ah/kg（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。
KH-44AAAJ750L--表示尖头型、钢壳高度44mm，容量为750mAh的AAA镍 氢低自放电电池。
7、镍氢各型号电池尺寸(圆柱型)
系列
AAA
AA A SC SC C D F
电池直径（mm）
国际标准 /套膜
公司 常用
9.8-10.5
10.0 10.2
13.8-14.5
13.9 14.2
16.0-17.0
50.0
59.5-61.5
60.5
89.0-91.0
90.0
容量范围 (mAh)
700及以下 750及以上 1750及以下 1800及以上
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铅酸蓄电池
• 蓄电池即常说的电瓶，目前多用于电动自行车、 汽车启动电源、通信基站等。
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碱性电池
• 碱性电池亦称为碱性干电池是目前最常用的一次 电池（不可充电）。
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镍氢电池
• 可充电电池，使用寿命长，并且对环境无污染。 镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵好多，性 能比锂电池要差。
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化成
• 电池制造后，通过一定的充放电方式将其内 部正负极物质激活，改善电池的充放电性能 及自放电、储存等综合性能的过程称为化成， 电池只有经过化成后才能体现真实性能。
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分容
• 电池在制造过程中，因工艺原因使得电池的 实际容量不可能完全一致，通过一定的充放 电制度检测，并将电池按容量分类的过程称 为分容
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放电平台
• 锂离子电池完全充电后，放电至3.6V时的容量记 为C1，放电至3.0V时的容量记为C0，C1/C0称为该 电池之放电平台 • 行业标准1C放电平台为70%以上
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放电倍率
• 电池放电电流的大小常用"放电倍率"表示，即 电池的放电倍率用放电时间表示或者说以一定 的放电电流放完额定容量所需的小时数来表示， 由此可见，放电倍率表示的放电时间越短，即 放电倍率越高，则放电电流越大。（放电倍率= 额定容量/放电电流） • 根据放电倍率的大小，可分为低倍率（<0.5C）、 中倍率（0.5-3.5C）、高倍率（3.5-7.0C）、超 高倍率（>7.0C） • 如：某电池的额定容量为20Ah，若用4A电流放 电，则放完20Ah的额定容量需用5h，也就是说 以5倍率放电，用符号C/5或0.2C表示，为低倍 率。
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如何计算充电时间
• 充电时间(小时)=充电电池容量(Ah)/充电电流 (A假如你用160Ah的充电电池，充电器用20A 的电流充电，则充电时间为:160/16=10小时
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锂离子电池保护线路——过充电保护
• 过充电保护: 过充电保护 IC 的原理为：当外 部充电器对锂电池充电时，为防止因温度上 升所导致的内压上升，需终止充电状态。此 时，保护 IC 需检测电池电压，当到达 4.25V 时（假设电池过充点为 4.25V）即启动过度 充电保护，将功率 MOS 由开转为切断，进而 截止充电。
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记忆效应(Memory effect)
• 记忆效应是针对镍镉电池而言的，由于传统工艺中 负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们 被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块 而使电池放电时形成次级放电平台。电池会储存这 一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点， 尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台 上。在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。 同样在每一次使用中，任何一次不完全的放电都将 加深这一效应，使电池的容量变得更低。 要消除这种效应，有两种方法，一是采用小电流深 度放电（如用0.1C放至0V）一是采用大电流充放电 （如1C）几次。 镍氢电池和锂离子电池均无记忆效应
• 一般在相同体积下，锂离子电池的能量密度是镍 镉电池的2.5倍，是镍氢电池的1.8倍，因此在电 池容量相等的情况下，锂离子电池就会比镍镉、 镍氢电池的体积更小，重量更轻。
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自我放电(Self discharge)
• 电池不管在有无被使用的状态下，由于各种原 因，都会引起其电量损失的现象。 • 电池完全充电后，放置一个月。然后用1C放电 至3.0V，其容量记为C2；电池初始容量记为C0； 1-C2/C0即为该电池之月自放电率 • 行业标准锂离子电池月自放电率小于12% • 电池自放电与电池的放置性能有关，其大小和 电池内阻结构和材料性能有关
பைடு நூலகம்
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过充电(Over charge)
• 电池在充电时，在达到充满状态后，若还继续充 电，可能导致电池内压升高、电池变形、漏夜等 情况发生，电池的性能也会显著降低和损坏。
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能量密度(Energy density)
• 电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。
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充电循环寿命(Cycle life)
• 电池在完全充电后完全放电，循环进行，直到容 量衰减为初始容量的75%，此时循环次数即为该 电池之循环寿命 • 循环寿命与电池充放电条件有关 • 锂离子电池室温下1C充放电循环寿命可达300500次（行业标准），最高可达800-1000次。
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终止电压(Cut-off discharge voltage)
• 指电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电 的最低工作电压值。 • 根据不同的电池类型及不同的放电条件，对电池 的容量和寿命的要求也不同，因此规定的电池放 电的终止电压也不相同。
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电池充电方式介绍
• 快速充电：充电电流大于0.2C，小于0.8C则是快速充电。 • 慢速充电：充电电流在0.1C-0.2C之间时，我们称为慢速充 电。 • 涓流充电：充电电流小于0.1C时，我们称为涓流充电。 • 超高速充电：充电电流大于0.8C时，我们称之为超高速充 电。 • 恒流充电方式：恒流充电法是保持充电电流强度不变的充 电。方法，恒流充电器通常使用慢速充电电流。 • 快速自动充电方式：通常所使用的是余弦法充电，也就是 说并非用恒定的大电流充电，而是像余弦波那样电流强度 随之变化，这样能缓解热量的积聚，从而将温度控制在一 定范围内。 • 脉冲式充电法：脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充 电，然后让电池停充一段时间，如此循环。
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内阻
• 电流通过电池内部时受到阻力，使电池的电压降低， 此阻力称为电池的内阻。 • 电池的内阻不是常数，在放电过程中随时间不断变 化，因为活性物质的组成、电解液浓度和温度都在 不断地改变。 • 电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包 括电化学极化与浓差极化。内阻的存在，使电池放 电时的端电压低于电池电动势和开路电压，充电时 端电压高于电动势和开路电压。 • 欧姆电阻遵守欧姆定律；极化电阻随电流密度增加 而增大，但不是线性关系，常随电流密度的对数增 大而线性增大。
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负载能力
• 当电池的正负极两端连接在用电器上时，带 动用电器工作时的输出功率，即为电池的负 载能力。
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内压
• 指电池的内部气压，是密封电池在充放电过 程中产生的气体所致，主要受电池材料、制 造工艺、电池结构等因素影响。其产生原因 主要是由于电池内部水分及有机溶液分解产 生的气体于电池内聚集所致 。
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锂离子电池
• 锂离子电池优点：能量密度高、循环寿命长、无 污染
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锂离子电池的应用
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锂离子电池的组成
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电池术语与及使用 基本常识
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锂离子电池保护线路——过放电保护
• 过放电保护: 过放电保护 IC 原理：为了防止 锂电池的过放电，假设锂电池接上负载，当 锂电池电压低于其过放电电压检测点（假定 为 2.5V）时将启动过放电保护，使功率 MOSFET 由开转变为切断而截止放电，以避 免电池过放电现象产生，并将电池保持在低 静态电流的待机模式，此时的电流仅 0.1uA。 当锂电池接上充电器，且此时锂电池电压高 于过度放电电压时，过度放电保护功能方可 解除。另外，考虑到脉冲放电的情况，过放 电检测电路设有延迟时间以避免产生误
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18650电芯简介
• 1. 尺寸 • 18650这几个数字，代表外表尺寸：18指电池直 径18.0mm 650指电池高度65.0mm。 • 2、18650种类： • 常见的18650电池分为锂离子电池、磷酸铁锂和 镍氢电池 • 3、电压及容量规格： • 镍氢电池电压为1.2V 常见容量为2500MAH • 18650电池(4张)锂离子电池电压为3.6V常见容量 为1500MAH-3100MAH
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工作电压
• 工作电压指电池接通负载后在放电过程中显示的 电压，又称放电电压。在电池放电初始的工作电 压称为初始电压。 • 电池在接通负载后，由于欧姆电阻和极化过电位 的存在，电池的工作电压低于开路电压。
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放电深度(Depth of discharge DOD)
电池基本知识讲解
主讲： 时间： 地点：