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锂离子电池设计的要求

来源:沃尔德   发布日期:2013-06-13   点击次数:2996

    锂离子电池充电电流应以锂电池生产厂家的建议为准,并要备有限流电路以免发生过流(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充电率表示充电电流为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生爆炸。锂电池易受到过充电、深放电以及短路所造成的损害,其充电电压必须严格限制。
    电池设计是为满足对象(用户或仪器设备)的要求进行的。因此,在进行电池设计前,首先必须详尽地了解对象对电池性能指标及使用条件的要求,一般包括以下几个方面:电池的工作电压及要求的电压精度;电池的工作电流,即正常放电电流和峰值电流;电池的工作时间,包括连续放电时间、使用期限或循环寿命;电池的工作环境,包括电池工作时所处状态及环境温度;电池的最大允许体积和重量。
    现以生产方型锂离子电池为例,来说明和确定选择的电池材料组装的AA型锂离子电池的设计要求:电池在放电态下的欧姆内阻不大于40Ω;电池1C放电时,视不同的正极材料而定,如LiCoO2的比容量不小于135mA·h/g;电池2C放电容量不小于1C放电容量的96%;在前30次1C充放电循环过程中,3.6V以上的容量不小于电池总容量的80%;在前100次1C充放电循环过程中,电池的平均每次容量衰减不大于0.06%;电池荷电时置于135C的电炉中不发生爆炸。
    按照AA型锂离子电池的结构设计和组装工艺过程组装的电池,经实验测试,若结果达到上述要求,说明进行的结构设计合理、组装工艺过程完善,在进行不同正极材料的电池性能研究时,就可按此结构设计与工艺过程组装电池;若结果达不到上述要求,则说明结构设计不够合理或工艺过程不够完善,需要进行反复的优化,直至实验结果符合上述要求。
    锂离子电池由于其优异的性能,被越来越多地应用到各个领域,特别时一些特殊场合和器件,因此,对于电池的设计有时还有一些特殊的要求,比如振动、碰撞、重物冲击、热冲击、过充电、短路等。
    同时还需考虑:电极材料来源;电池性能;影响电池特性的因素;电池工艺;经济指标;环境问题等方面的因素。可在锂离子电池充电至4.2V时,自动由恒流充电方式变换为恒压充电方式,避免电池过充电现象。 电路工作原理 该锂离子电池充电器电路由电源输入变换电路、恒电流充电电路、恒电压充电电路、工作状态指示电路和电池电压检测控制电路组成。

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