锂离子电池训练详细资料
锂离子电池
锂离子电池（Li-ion，Lithium Ion Battery）：锂离子电池具有分量轻、容量大、无回忆效应等长处，因此得到了遍及运用——现在的许多数码设备都选用了锂离子电池作电源，尽管其价格相对来说比较贵重。锂离子电池的能量密度很高，它的容量是同分量的镍氢电池的1.5~2倍，并且具有很低的自放电率。此外，锂离子电池几乎没有“回忆效应”以及不含有毒物质等长处也是它广泛运用的重要原因。
锂离子电池-原理结构
锂离子
锂离子电池原理结构
电池原理结构锂系电池分为锂电池和锂离子电池。现在手机和笔记本电脑运用的都是锂离子电池，一般人们俗称其为锂电池。现在手机等运用的锂离子电池，而真实的锂电池因为风险性大，没有运用于日常电子产品。
锂离子电池以碳素资料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只需锂离子，这便是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极资料电池的总称。锂离子电池的充放电进程，便是锂离子的嵌入和脱嵌进程。在锂离子的嵌入和脱嵌进程中，一起伴跟着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌（习惯上正极用嵌入或脱嵌表明，而负极用刺进或脱插表明）。在充放电进程中，锂离子在正、负极之间往复嵌入/脱嵌和刺进/脱插，被形象地称为“摇椅电池”。
锂离子电池能量密度大，均匀输出电压高。自放电小，每月在10%以下。没有回忆效应。作业温度规模宽为-20℃～60℃。循环功用优越、可快速充放电、充电功率高达100%，并且输出功率大。运用寿数长。没有环境污染，被称为绿色电池。
充电是电池重复运用的重要进程，锂离子电池的充电进程分为两个阶段：恒流快充阶段（指示灯呈赤色或黄色）和恒压电流递减阶段（指示灯呈绿色）。恒流快充阶段，电池电压逐渐升高到电池的规范电压，随后在操控芯片下转入恒压阶段，电压不再升高以确保不会过充，电流则跟着电池电量的上升逐渐减弱到0，而终究完结充电。电量计算芯片通过记载放电曲线能够抽样计算出电池的电量。锂离子电池在屡次运用后，放电曲线会发作改动，锂离子电池尽管不存在回忆效应，可是充电不妥会严峻影响电池功用。
锂离子电池过度充放电会对正负极构成永久性损坏。过度放电导致负极碳片层结构呈现陷落，而陷落会构成充电进程中锂离子无法刺进；过度充电使过多的锂离子嵌入负极碳结构，而构成其间部分锂离子再也无法开释出来。
充电量等于充电电流乘以充电时刻，在充电操控电压必定的状况下，充电电流越大（充电速度越快），充电电量越小。电池充电速度过快和中止电压操控点不妥，相同会构成电池容量缺乏，实践是电池的部分电极活性物质没有得到充沛反响就中止充电，这种充电缺乏的现象跟着循环次数的添加而加重。
锂离子电池-锂离子电池电池组成部分
锂离子电池电池组成部分
钢壳/铝壳系列：
（1）电池上下盖
（2）正极——活性物质一般为氧化锂钴
（3）隔阂——一种特别的复合膜
（4）负极——活性物质为碳
（5）有机电解液
（6）电池壳（分为钢壳和铝壳两种）
软包装系列
（1）正极——活性物质一般为氧化锂钴
（2）隔阂——PP或许PE复合膜
（3）负极——活性物质为碳
（4）有机电解液
（5）电池壳——铝塑复合膜
锂离子电池-安全隐患
锂离子电池锂离子电池的安全性问题，不只与池资料自身性质有关，并且与电池制备技能和运用有关。手机电池一再发作爆破事件，一方面是因为维护电路失效，但更重要的是在于资料方面并没有底子的处理问题。
钴酸锂正极活性资料在小电芯方面是很老练的体系，可是充溢电后，仍旧有许多的锂离子留在正极，当过充时，残留在正极的锂离子将会涌向负极，在负极上构成枝晶是选用钴酸锂资料的电池过充时必定的成果，乃至在正常充放电进程中，也有或许会有剩下的锂离子游离到负极构成枝晶，钴酸锂资料的理论比能量是超越每克270毫安时的，但为确保其循环功用，实践运用容量只需理论容量的一半。在运用进程中，因为某种原因（如办理体系损坏）而导致电池充电电压过高，正极中剩下的一部分锂就会脱出，经电解液到负极表面以金属锂的办法堆积构成枝晶。枝晶刺穿隔阂，构成内部短路。
电解液的首要成分为碳酸酯，闪点很低，沸点也较低，在必定条件下会焚烧乃至爆破。如电池呈现过热，会导致电解液中的碳酸酯被氧化和复原，发作许多气体和更多的热，如短少安全阀或许气体来不及通过安全阀开释，电池内压便会急剧上升而引起爆破。
聚合物电解质锂离子电池并没有从底子上处理安全性问题，相同运用钴酸锂和有机电解液，并且电解液为胶状，不易走漏，将会发作更激烈的焚烧，焚烧是聚合物电池安全性最大的问题。
在运用方面也存在一些问题，电池发作外部短路或内部短路将发作几百安培的过大电流。外部短路时电池瞬间大电流放电，在内阻上耗费许多能量，发作巨大热量。内部短路构成大电流，温度上升导致隔阂熔化，短路面积扩展，从而构成恶性循环。
锂离子电池为到达单只电芯 3～4.2V的高作业电压，有必要采纳分化电压大于2V的有机电解液，而选用有机电解液在大电流、高温的条件下会被电解，电解发作气体，导致内部压力升高，严峻会突破壳体。
过充或许会分出金属锂，在壳体决裂的状况下，与空气直接触摸，导致焚烧，一起点燃电解液，发作激烈火焰，气体急速胀大，发作爆破。
别的，关于手机锂离子电池，因为运用不妥，如揉捏、冲击和进水等导致电池胀大、变形和开裂等，这些都会导致电池短路，在放电或充电进程放热引起爆破。
锂离子电池-安全性规划
锂离子电池为了防止因运用不妥构成电池过放电或许过充电，在单体锂离子电池内设有三重维护组织。一是选用开关元件，当电池内的温度上升时，它的阻值随之上升，当温度过高时，会主动中止供电；二是挑选恰当的隔板资料，当温度上升到必定数值时，隔板上的微米级微孔会主动溶解掉，从而使锂离子不能通过，电池内部反响中止；三是设置安全阀（便是电池顶部的放气孔），电池内部压力上升到必定数值时，安全阀主动翻开，确保电池的运用安全性。
有时，电池自身尽管有安全操控措施，可是因为某些原因构成操控失灵，短少安全阀或许气体来不及通过安全阀开释，电池内压便会急剧上升而引起爆破。
一般状况下，锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的，跟着电池容量的添加，电池体积也在添加，其散热功用变差，出事端的或许性将大幅添加。关于手机用锂离子电池，基本要求是发作安全事端的概率要小于百万分之一，这也是社会公众所能承受的最低规范。而关于大容量锂离子电池，特别是轿车等用大容量锂离子电池，选用强制散热尤为重要。
挑选更安全的电极资料，挑选锰酸锂资料，在分子结构方面确保了在满电状况，正极的锂离子现已彻底嵌入到负极炭孔中，从底子上防止了枝晶的发作。一起锰酸锂安定的结构，使其氧化功用远远低于钴酸锂，分化温度超越钴酸锂100℃，即便因为外力发作内部短路（针刺），外部短路，过充电时，也彻底能够防止了因为分出金属锂引发焚烧、爆破的风险。
别的，选用锰酸锂资料还能够大幅度下降成本。
前进现有安全操控技能的功用，首先要前进锂离子电池芯的安全功用，这对大容量电池尤为重要。挑选热封闭功用好的隔阂，隔阂的作用是在阻隔电池正负极的一起，答应锂离子的通过。当温度升高时，在隔阂熔化前进行封闭，从而使内阻上升至2000欧姆，让内部反响中止下来。
当内部压力或温度到达预置的规范时，防爆阀将翻开，开端进行卸压，以防止内部气体堆集过多，发作形变，终究导致壳体爆裂。
前进操控活络度、挑选更活络的操控参数和选用多个参数的联合操控（这关于大容量电池尤为重要）。关于大容量锂离子电池组是串/并联的多个电芯组成，如笔记本电脑的电压为10V以上，容量较大，一般选用3～4个单电池串联就能够满意电压要求，然后再将2～3个串联的电池组并联，以确保较大的容量。
大容量电池组自身有必要设置较为完善的维护功用，还应考虑两种电路基板模块:维护电路基板（ProtecTIon Board PCB）模块及Smart Battery Gauge Board模块。整套的电池维护规划包含：第1级维护IC（防止电池过充、过放、短路），第2级维护IC（防止第2次过压）、保险丝、LED指示、温度调理等部件。
在多级维护机制下，即便是在电源充电器、笔记本电脑呈现异常的状况下,笔记本电池也只能转为主动维护状况，假设状况不严峻,往往在从头插拔后还能正常作业，不会发作爆破。
现在，笔记本电脑和手机运用的锂离子电池所选用的底层技能是不安全的，需求考虑更安全的结构。
总归，跟着资料技能的前进和人们对锂离子电池规划、制作、检测和运用诸方面要求的知道不断加深，未来的锂离子电池会变得更安全。
锂离子电池-种类
锂离子电池的充电器不行充电的锂电池有多种，现在常用的有锂－二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。
1?锂－二氧化锰电池(Li?MnO2)
锂－二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极，并选用有机电解液的一次性电池。该电池的首要特点是电池电压高，额外电压为3V(是一般碱性电池的2倍)；中止放电电压为2V；比能量大(见上面举的比如)；放电电压安稳牢靠；有较好的储存功用(储存时刻3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2％)；作业温度规模－20℃～＋60℃。
该电池能够做成不同的外形以满意不同要求，它有长方形、圆柱形及扣子形(扣式)。
锂离子电池的充电器
可充电锂离子电池
可充电锂离子电池是现在手机中运用最广泛的电池，但它较为“娇气”，在运用中不行过充、过放(会损坏电池或使之作废)。因此，在电池上有维护元器材或维护电路以防止贵重的电池损坏。 锂离子电池充电要求很高，要确保中止电压精度在1%之内，现在各大半导体器材厂已开宣布多种锂离子电池充电的IC，以确保安全、牢靠、快速地充电。
现在手机已十分遍及，手机中一部分是镍氢电池，但灵活型的手机则是锂离子电池。正确地运用锂离子电池对延伸电池寿数是十分重要的。锂离子电池是现在运用最为广泛的锂电池，它依据不同的电子产品的要求能够做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式，并且有由几个电池串联在一起组成的电池组。 锂离子电池的额外电压为3.6V(有的产品为3.7V)。充溢电时的中止充电电压与电池阳极资料有关：阳极资料为石墨的4.2V；阳极资料为焦炭的4.1V。不同阳极资料的内阻也不同，焦炭阳极的内阻略大，其放电曲线也略有不同，如图1所示。一般称为4.1V锂离子电池及4.2V锂离子电池。现在运用的大部分是4.2V的，锂离子电池的中止放电电压为2.5V～2.75V(电池厂给出作业电压规模或给出中止放电电压，各参数略有不同)。低于中止放电电压持续放电称为过放，过放对电池会有危害。
锂离子电池不适合用作大电流放电，过大电流放电时会下降放电时刻(内部会发作较高的温度而损耗能量)。因此电池出产工厂给出最大放电电流，在运用中应小于最大放电电流。 锂离子电池对温度有必定要求，工厂给出了充电温度规模、放电温度规模及保存温度规模。 锂离子电池对充电的要求是很高的，它要求精细的充电电路以确保充电的安全。中止充电电压精度允差为额外值的±1%(例如:充4.2V的锂离子电池，其允差为±0.042V)，过压充电会构成锂离子电池永久性损坏。锂离子电池充电电流应依据电池出产厂的主张，并要求有限流电路防止发作过流(过热)。一般常用的充电率为0.25C～1C（C是电池的容量，如C=800mAh，1C充电率即充电电流为800mA）。在大电流充电时往往要检测电池温度，以防止过热损坏电池或发作爆破。
锂离子电池充电分为两个阶段：先恒流充电，到挨近中止电压时改为恒压充电，其充电特性如图2所示。这是一种800mAh容量的电池，其间止充电电压为4.2V。电池以800mA(充电率为1C)恒流充电，开端时电池电压以较大的斜率升压，当电池电压挨近4.2V时，改成4.2V恒压充电，电流渐降，电压改变不大，到充电电流降为1/10C(约80mA)时，以为挨近充溢，能够中止充电(有的充电器到1/10C后发动定时器，过必定时刻后完毕充电)。 锂离子电池在充电或放电进程中若发作过充、过放或过流时，会构成电池的损坏或下降运用寿数。
锂离子电池-长处和缺陷
锂离子电池长处
锂离子电池（Li-ion，Lithium Ion Battery）：锂离子电池具有分量轻、容量大、无回忆效应等长处，因此得到了遍及运用——现在的许多数码设备都选用了锂离子电池作电源，尽管其价格相对来说比较贵重。锂离子电池的能量密度很高，它的容量是同分量的镍氢电池的1.5~2倍，并且具有很低的自放电率。此外，锂离子电池几乎没有“回忆效应”以及不含有毒物质等长处也是它广泛运用的重要原因。
别的请留意锂电池外部一般标有英文7.2V lithiumion battery（锂电池）或7.2V lithium secondary battery（锂二次电池）、7.2V lithiumion rechargeable battery（充电锂电池），所以用户在购买电池时必定要看清电池块表面的标志，防止因为没有看清电池类型而将镉镍、氢镍电池误以为锂电池。
无回忆效应大大方便了手机用户，用户不用在每次充电时都先放电再充电，而能够为所欲为的随时对手机充电。
缺陷
锂电池的缺陷是价格贵重，所以现在尚不能遍及运用，首要运用于掌上计算机、PDA、通讯设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器等。跟着技能的开展、工艺的改善及出产量的添加，锂电池的价格将会不断地下降，运用上也会更遍及。
锂离子电池-留意事项
富士重工车用锂离子电池 锂离子电池运用留意事项除与上述不行充电的锂电池相同外，在充电方面还应留意以下几点：
1. 锂离子电池有4.1V及4.2V中止充电的不同种类，因此在充电时留意的是4.1V的电池不能用4.2V的充电器充电，不然会有过充的风险(4.1V与4.2V的充电器用的充电器IC是不同的!)。
2. 对电池充电时，其环境温度不能超越产品特性表中所列的温度规模。
3. 不能反向充电。
4. 不能用充镍镉电池的充电器(充三节镍镉电池的)来充锂离子电池(尽管额外电压相同，都是3.6V)，但充电办法不同，简单构成过充。
在放电方面应留意以下几点：
1. 锂离子电池放电电流不能超越产品特性表中给出最大放电电流。放电电流较大时，会发作较高的温度(损耗能量)，削减放电时刻，若电池中无维护元件会发作过热而损坏电池。
2. 不同温度下放电曲线是不同的，如图5所示。从图中能够看出，在不同的温度下，其放电电压及放电时刻也不同。在-20℃放电时状况最差。
在储存方面：
1. 电池若长时刻储存，要保持在50%放电态。
2. 电池应保存在低温、枯燥坏境中。
3. 要远离热源，也不要置于阳光直射的当地。
锂离子电池-怎么正确运用锂离子电池
锂离子电池的运用
1、怎么为新电池充电,
在运用锂电池中应留意的是，电池放置一段时刻后则进入休眠状况，此刻容量低于正常值，运用时刻亦随之缩短。但锂电池很简单激活，只需通过３—５次正常的充放电循环就可激活电池，康复正常容量。因为锂电池自身的特性，决议了它几乎没有回忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活进程中，是不需求特别的办法和设备的。不只理论上是如此，从我自己的实践来看，从一开端就选用规范办法充电这种“天然激活”办法是最好的。
关于锂电池的“激活”问题，许多的说法是：充电时刻必定要超越12小时，重复做三次，以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，显着是从镍电池（如镍镉和镍氢）连续下来的说法。所以这种说法，能够说一开端便是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有十分大的差异，并且能够十分清晰的告知咱们，我所查阅过的一切严厉的正式技能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构成巨大的损伤。因此充电最好依照规范时刻和规范办法充电，特别是不要进行超越12个小时的超长充电。
富士重工车用锂离子电池
此外，锂电池或充电器在电池充溢后都会主动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也便是说，假设你的锂电池在充溢后，放在充电器上也是白充。而咱们谁都无法确保电池的充放电维护电路的特性永不改变和质量的满有把握，所以你的电池将长时刻处在风险的边际徜徉。这也是咱们对立长充电的另一个理由。
此外，不行忽视的别的一个方面便是锂电池相同也不适合过放电，过放电对锂电池相同也很晦气。
2、正常运用中应该何时开端充电
常常能够见到这种说法，因为充放电的次数是有限的，所以应该将手机电池的电尽或许用光再充电。可是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的试验表，关于循环寿数的数据列出如下:
循环寿数 (10%DOD):>1000次
循环寿数 (100%DOD):>200次
其间DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见，可充电次数和放电深度有关，10%DOD时的循环寿数要比100%DOD的要长许多。当然假设折合到实践充电的相对总容量：10%*1000=100，100%*200=200，后者的彻底充放电仍是要比较好一些，但前面网友的那个说法要做一些批改：在正常状况下，你应该有保留地依照电池剩下电量用完再充的准则充电，但假设你的电池在你估计第2天不或许坚持整个白日的时分，就应该及时开端充电，当然你假设乐意背着充电器到办公室又当别论。
电池剩下电量用完再充的准则并不是要你走向极点。和长充电相同撒播甚广的一个说法，便是“尽量把电池的电量用完”。这种做法其实仅仅镍电池上的做法，意图是防止回忆效应发作，不幸的是它也在锂电池上撒播之今。从前有人因为手机电池电量过低的正告呈现后，依然不充电持续运用一向用到主动关机的比如。成果这个比如中的手机在后来的充电及开机中均无反响，不得不送客服检修。这其实便是因为电池因过度放电而导致电压过低，以至于不具备正常的充电和开机条件构成的。
个人主张手机电池的电量保持在满格的状况，当电量不满的时分就开端充电，2-3小时以内为宜。
锂离子电池按电解液分能够分红液态锂离子电池和聚合物锂离子电池，聚合物锂离子电池的电解液是胶体，不会活动，所以不存在走漏问题，愈加安全。
锂离子电池不要充得太满也不要用到没电。电池没用完充电不会对电池构成损伤
