锂电池基础知识介绍[朗读]

1.锂电池基础。
锂电池是可充电电池，一般的锂电池充满电是4.2v也有其它电压的电池。锂电池容量是xxxmah，比如1000mah，即1000ma的供电电流可以用1小时。500ma供电能用2小时。依此类推。
2.锂电池的寿命和充电方式。
锂电池的寿命是指完全充满放光的次数限制。充电方式：快充，慢充，涓流充电，恒流充电等。
3.锂电池电路设计的注意问题：
锂电池过充，过放电都会影响电池的寿命。
注意锂电池的充电电压，充电电流。然后选取合适的充电芯片。
注意要防止锂电池的过充，过放，短路保护等问题。
设计过后要经过大量的测试。
4.锂电池充电电路的设计。
这里选择了芯片tp4056为例子。根据所接电阻不同可以控制充电最大电流。可以设计充电指示灯，可以设计充电温度即多少到多少度之间进行充电。
充电保护电路，选择芯片dw01和gtt8205的组合，可以做到短路保护，过充过放电的保护。
该电路主要由锂电池保护专用集成电路dw01，充、放电控制mosfet1(内含两只n沟道mosfet)等部分组成，单体锂电池接在b+和b-之间，电池组从p+和p-输出电压。充电时，充电器输出电压接在p+和p-之间，电流从p+到单体电池的b+和b-，再经过充电控制mosfet到p-。在充电过程中，当单体电池的电压超过4.35v时，专用集成电路dw01的oc脚输出信号使充电控制mosfet关断，锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏。放电过程中，当单体电池的电压降到2.30v时，dw01的od脚输出信号使放电控制mosfet关断，锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，dw01的cs脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制mosfet的导通压降剧增，cs脚电压迅速升高，dw01输出信号使充放电控制mosfet迅速关断，从而实现过电流或短路保护。
5.锂电池的优势是什么？
1.高的能量密度。
2.高的工作电压。
3.无记忆效应。
4.循环寿命长。
5.无污染。
6.重量轻。
7.自放电小。
6.锂聚合物电池具有哪些优点。
1.无电池漏液问题,其电池内部不含液态电解液,使用胶态的固体。
2.可制成薄型电池：以3.6v400mah的容量，其厚度可薄至0.5mm
3.电池可设计成多种形状。
4.电池可弯曲变形：高分子电池最大可弯曲900左右。
5.可制成单颗高电压：液态电解质的电池仅能以数颗电池串联得到高电压，高分子电池由于本身无液体，可在单颗内做成多层组合来达到高电压。
6.容量将比同样大小的锂离子电池高出一倍。
7.iec规定锂电池标准循环寿命测试。
电池以0.2c放至3.0v之后，1c恒流恒压充电到4.2v截止电流20ma搁置1小时，再以0.2c放电至3.0v(一个循环)反复循环500次后容量应在初容量的60%以上国家标准规定锂电池的标准荷电保持测试为(iec无相关标准)电池在25摄氏度条件下以0.2c放至3.0/支后,以1c恒流恒压充电到4.2v,截止电流10ma,在温度为20+_5下储存28天后,再以0.2c放电至2.75v计算放电容量。
8.什么是二次电池的自放电不同类型,电池的自放电率是多少？
自放电又称荷电保持能力，它是指在开路状态下，电池储存的电量在一定环境条件下的保持能力。一般而言，自放电主要受制造工艺，材料，储存条件的影响自放电是衡量电池性能的主要参数之一。一般而言，电池储存温度越低，自放电率也越低，但也应注意温度过低或过高均有可能造成电池损坏无法使用，byd常规电池要求储存温度范围为-20~45。电池充满电开路搁置一段时间后，一定程度的自放电属于正常现象。
iec标准规定镍镉及镍氢电池充满电后，在温度为20度湿度为65%条件下，开路搁置28天，0.2c放电时间分别大于3小时和3小时15分即为达标。与其它充电电池系统相比，含液体电解液太阳能电池的自放电率明显要低，在25下大约为10%/月。
9.什么是电池的内阻怎样测量？
电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,一般分为交流内阻和直流内阻,由于充电电池内阻很小,测直流内阻时由于电极容量极化,产生极化内阻,故无法测出其真实值,而测其交流内阻可免除极化内阻的影响,得出真实的内值.交流内阻测试方法为:利用电池等效于一个有源电阻的特点,给电池一个1000hz,50ma的恒定电流,对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值。
10.什么是电池的内压，电池正常内压一般为多少？
电池的内压是由于充放电过程中产生的气体所形成的压力.主要受电池材料制造工艺,结构等使用过程因素影响.一般电池内压均维持在正常水平,在过充或过放情况下,电池内压有可能会升高:如果复合反应的速度低于分解反应的速度,产生的气体来不及被消耗掉,就会造成电池内压升高。
11.什么是内压测试？
锂电池内压测试为:(ul标准)模拟电池在海拔高度为15240m的高空(低气压11.6kpa)下,检验电池是否漏液或发鼓。具体步骤:将电池1c充电恒流恒压充电到4.2v,截止电流10ma,然后将其放在气压为11.6kpa,温度为(20+_3)的低压箱中储存6小时,电池不会爆炸,起火,裂口,漏液。
12.环境温度对电池性能有何影响。
在所有的环境因素中，温度对电池的充放电性能影响最大，在电极/电解液界面上的电化学反应与环境温度有关，电极/电解液界面被视为电池的心脏。如果温度下降，电极的反应率也下降，假设电池电压保持恒定，放电电流降低，电池的功率输出也会下降。如果温度上升则相反，即电池输出功率会上升，温度也影响电解液的传送速度温度上升则加快，传送温度下降，传送减慢，电池充放电性能也会受到影响。但温度太高，超过45，会破坏电池内的化学平衡，导致副反应。
13.过充电的控制方法有哪些。
为了防止电池过充，需要对充电终点进行控制，当电池充满时，会有一些特别的信息可利用来判断充电是否达到终点。一般有以下六种方法来防止电池被过充：
1.峰值电压控制:通过检测电池的峰值电压来判断充电的终点。
2.dt/dt控制:通过检测电池峰值温度变化率来判断充电的终点。
3.t控制:电池充满电时温度与环境温度之差会达到最大。
4.-v控制:当电池充满电达到一峰值电压后,电压会下降一定的值。
5.计时控制:通过设置一定的充电时间来控制充电终点,一般设定要充进130%标称容量所需的时间来控制。
6.tco控制:考虑电池的安全和特性应当避免高温(高温电池除外)充电,因此当电池温度升高60时应当停止充电。
14.什么是过充电，对电池性能有何影响？
过充电是指电池经一定充电过程充满电后，再继续充电的行为。由于在设计时，负极容量比正极容量要高，因此，正极产生的气体透过隔膜纸与负极产生的镉复合。故一般情况下，电池的内压不会有明显升高，但如果充电电流过大，或充电时间过长，产生的氧气来不及被消耗，就可能造成内压升高，电池变形，漏液，等不良现象。同时，其电性能也会显着降低。
15.什么是过放电，对电池性能有何影响？
电池放完内部储存的电量，电压达到一定值后，继续放电就会造成过放电，通常根据放电电流来确定放电截止电压。
0.2c-2c放电一般设定1.0v/支,3c以上如5c或10c放电设定为0.8v/支,电池过放可能会给电池带来灾难性的后果,特别是大电流过放，或反复过放对电池影响更大。一般而言，过放电会使电池内压升高，正负极活性物质可逆性受到破坏，即使充电也只能部分恢复，容量也会有明显衰减。
16.不同容量的电池组合在一起使用会出现什么问题？
如果将不同容量或新旧电池混在一起使用,有可能出现漏液,零电压等现象。这是由于充电过程中，容量差异导致充电时有些电池被过充，有些电池未充满电，放电时有容量高的电池未放完电，而容量低的则被过放。如此恶性循环，电池受到损害而漏液或低(零)电压。
什么是电池的爆炸怎样预防电池爆炸?电池内的任何部分的固态物质瞬间排出，被推至离电池25cm以上的距离，称为爆炸。判别电池爆炸与否，采用下述条件实验。将一网罩住实验电池，电池居于正中，距网罩任何一边为25cm。网的密度为6-7根/cm，网线采用直径为0.25mm的软铝线，如果实验无固体部分通过网罩，证明该电池未发生爆炸？
17.锂电池串联问题。
由于电池在生产过程中，从涂膜开始到成为成品要经过很多道工序。即使经过严格的检测程序，使每组电源的电压、电阻、容量一致，但使用一段时间，也会产生这样或那样的差异。如同一位母亲生的双胞胎，刚生下时可能长得一模一样，做为母亲都很难分辨。然而，在两个孩子不断成长时，就会产生这样或那样的差异锂动力电池也是这样。使用一段时间产生差异后，采用整体电压控制的方式是难以适用于锂动力电池的，如一个36v的电池堆，必须用10只电池串联。整体的充电控制电压是42v，而放电控制电压是26v。用整体电压控制方式，初始使用阶段由于电池一致性特别好，也许不会出现什么问题。在使用一段时间以后电池内阻和电压产生波动，形成不一致的状态，(不一致是绝对的，一致性是相对的)这种时候仍然使用整体电压控制是不能达到其目的的。例如10只电池放电时其中两只电池的电压在2.8v，四只电池的电压是3.2v，四只是3.4v，现在的整体电压是32v，我们让它继续放电一直工作到26v。这样，那两只2.8v的电池就低于2.6v处于了过放状态。锂电池几次过放就等于报废。反之，用整体电压控制充电的方式进行充电，也会出现过充的状况。比如用上述10只电池当时的电压状态进行充电。整体电压达到42v时，那两只2.8v的电池处于"饥饿"的状态，而迅速吸收电量，就会超过4.2v，而过充的超过4.2v的电池，不仅由于电压过高产生报废，甚至还会发生危险，这就是锂动力电池的特性？
18.不可充电的锂电池。
不可充电的锂电池有多种，目前常用的有锂-二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。本文仅介绍前两种最常用的。
1、锂-二氧化锰电池(limno2)锂-二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极，并采用有机电解液的一次性电池。该电池的主要特点是电池电压高，额定电压为3v(是一般碱性电池的2倍)；终止放电电压为2v；比能量大(见上面举的例子)；放电电压稳定可靠；有较好的储存性能(储存时间3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2%)；工作温度范围-20℃～+60℃。该电池可以做成不同的外形以满足不同要求，它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。圆柱形的也有不同的直径及高度尺寸。这里列举大家较熟悉的1#(尺寸代码d)、2#(尺寸代码c)及5#(尺寸代码aa)电池的主要参数。
cr表示为圆柱形锂-二氧化锰电池；五位数字中，前两位表示电池的直径,后三位表示带一位小数的高度。例如，cr14505，其直径为14mm，高度为505mm(这种型号是通用的)。这里要指出的是不同工厂生产的同型号的电池其参数可能有些差别。另外，标准放电电流值是较小的，实际放电电流可以大于标准放电电流，并且连续放电及脉冲放电的允许放电电流也不同，由电池厂提供有关数据。例如，力兴电源公司生产的cr14505给出最大连续放电电流为1000ma，最大脉冲放电电流可达2500ma。照相机中用的锂电池多半是锂-二氧化锰电池。这里将照相机中常用的锂-二氧化锰电池列入表2，供参考。纽扣式(扣式)电池尺寸较小，其直径为125～245mm，高度为16～50mm。几种较常用的扣式电池如表3所示。
cr为圆柱形锂-二氧化锰电池，后四位数字中前两位为电池的直径尺寸，后两位为带小数点的高度尺寸。例如，cr1220的直径为125mm(不包括小数点后的数)，其高度为20mm。这种型号表示方法是国际通用的。这种扣式电池常用于时钟、计算器、电子记事本、照相机、助听器、电子游戏机、ic卡、备用电源等。
2、锂-亚硫酰氯电池(lisocl2)锂-亚硫酰氯电池是比能量最高的一种，目前可达到500wh/kg或1000wh/l的水平。它的额定电压是36v，以中等电流放电时具有极其平坦的34v放电特性(可在90%容量范围内平坦地放电，保持不大的变化)。电池可以在-40℃～+85℃范围内工作，但在-40℃时的容量约为常温容量的50%。自放电率低(年自放电率≤1%)、储存寿命长达10年以上。以1#(尺寸代码d)镍镉电池与1#锂-亚硫酰氯电池的比能量作一个比较：1#镍镉电池的额定电压为12v，容量为5000mah；1#锂-亚硫酰氯的额定电压为36v，容量为10000mah，则后者的比能量比前者大6倍!应用注意事项上述两种锂电池是一次性电池，不可充电(充电时有危险!)；电池正负极之间不可短路；不可以过大电流放电(超过最大放电电流放电)；电池使用至终止放电电压时，应从电子产品中及时取出；用完的电池不可挤压、焚烧及拆卸；不可超过规定温度范围使用。由于锂电池的电压高于普通电池或镍镉电池，使用时不要搞错以免损坏电路。通过熟悉型号中的cr、er就可以知道它的种类及额定电压。在购买新电池时，一定要按原来的型号来买，否则会影响电子产品性能。