武汉科士达蓄电池总代理

  • 发布时间:2016-09-28 10:04:20,加入时间:2015年03月18日(距今3815天)
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科士达蓄电池 - 安全性设计

锂离子电池锂离子电池为了避免因使用不当造成电池过放电或者过充电,在单体锂离子电池内设有三重保护机构。一是采用开关元件,当电池内的温度上升时,它的阻值随之上升,当温度过高时,会自动停止供电;二是选择适当的隔板材料,当温度上升到一定数值时,隔板上的微米级微孔会自动溶解掉,从而使锂离子不能通过,电池内部反应停止;三是设置安全阀(就是电池顶部的放气孔),电池内部压力上升到一定数值时,安全阀自动打开,保证电池的使用安全性。

有时,电池本身虽然有安全控制措施,但是因为某些原因造成控制失灵,缺少安全阀或者气体来不及通过安全阀释放,电池内压便会急剧上升而引起爆炸。

一般情况下,锂离子电池储存的总能量和其安全性是成反比的,随着电池容量的增加,电池体积也在增加,其散热性能变差,出事故的可能性将大幅增加。对于手机用锂离子电池,基本要求是发生安全事故的概率要小于百万分之一,这也是社会公众所能接受的低标准。而对于大容量锂离子电池,特别是汽车等用大容量锂离子电池,采用强制散热尤为重要。

选择更安全的电极材料,选择锰酸锂材料,在分子结构方面保证了在满电状态,正极的锂离子已经完全嵌入到负极炭孔中,从根本上避免了枝晶的产生。同时锰酸锂稳固的结构,使其氧化性能远远低于钴酸锂,分解温度超过钴酸锂100℃,即使由于外力发生内部短路(针刺),外部短路,过充电时,也完全能够避免了由于析出金属锂引发燃烧、爆炸的危险。

另外,采用锰酸锂材料还可以大幅度降低成本。

提高现有安全控制技术的性能,首先要提高锂离子电池芯的安全性能,这对大容量电池尤为重要。选择热关闭性能好的隔膜,隔膜的作用是在隔离电池正负极的同时,允许锂离子的通过。当温度升高时,在隔膜熔化前进行关闭,从而使内阻上升至2000欧姆,让内部反应停止下来。

当内部压力或温度达到预置的标准时,防爆阀将打开,开始进行卸压,以防止内部气体积累过多,发生形变,终导致壳体爆裂。

科士达蓄电池提高控制灵敏度、选择更灵敏的控制参数和采用多个参数的联合控制(这对于大容量电池尤为重要)。对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,一般采用3~4个单电池串联就可以满足电压要求,然后再将2~3个串联的电池组并联,以保证较大的容量。

大容量电池组本身必须设置较为完善的保护功能,还应考虑两种电路基板模块:保护电路基板(Protection Board PCB)模块及Smart Battery Gauge Board模块。整套的电池保护设计包括:第1级保护IC(防止电池过充、过放、短路),第2级保护IC(防止第2次过压)、保险丝、LED指示、温度调节等部件。

在多级保护机制下,即使是在电源充电器、笔记本电脑出现异常的情况下,笔记本电池也只能转为自动保护状态,如果情况不严重,往往在重新插拔后还能正常工作,不会发生爆炸。

目前,笔记本电脑和手机使用的锂离子电池所采用的底层技术是不安全的,需要考虑更安全的结构。

总之,随着材料技术的进步和人们对锂离子电池设计、制造、检测和使用诸方面要求的认识不断加深,未来的锂离子电池会变得更安全。

锂离子电池 - 种类

锂离子电池锂离子电池的充电器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。

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)。

可充电锂离子电池

可充电锂离子电池是目前手机中应用广泛的电池,但它较为“娇气”,在使用中不可过充、过放(会损坏电池或使之报废)。因此,在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。 锂离子电池充电要求很高,要保证终止电压精度在1%之内,目前各大半导体器件厂已开发出多种锂离子电池充电的IC,以保证安全、可靠、快速地充电。

现在手机已十分普遍,手机中一部分是镍氢电池,但灵巧型的手机则是锂离子电池。正确地使用锂离子电池对延长电池寿命是十分重要的。锂离子电池是目前应用为广泛的锂电池,它根据不同的电子产品的要求可以做成扁平长方形、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。 锂离子电池的额定电压为3.6V(有的产品为3.7V)。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关:阳极材料为石墨的4.2V;阳极材料为焦炭的4.1V。不同阳极材料的内阻也不同,焦炭阳极的内阻略大,其放电曲线也略有差别,如图1所示。一般称为4.1V锂离子电池及4.2V锂离子电池。现在使用的大部分是4.2V的,锂离子电池的终止放电电压为2.5V~2.75V(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压,各参数略有不同)。低于终止放电电压继续放电称为过放,过放对电池会有损害。

锂离子电池不适合用作大电流放电,过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量)。因此电池生产工厂给出大放电电流,在使用中应小于大放电电流。 锂离子电池对温度有一定要求,工厂给出了充电温度范围、放电温度范围及保存温度范围。 锂离子电池对充电的要求是很高的,它要求精密的充电电路以保证充电的安全。终止充电电压精度允差为额定值的±1%(例如:充4.2V的锂离子电池,其允差为±0.042V),过压充电会造成锂离子电池永久性损坏。锂离子电池充电电流应根据电池生产厂的建议,并要求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产生爆炸。

锂离子电池充电分为两个阶段:先恒流充电,到接近终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,其终止充电电压为4.2V。电池以800mA(充电率为1C)恒流充电,开始时电池电压以较大的斜率升压,当电池电压接近4.2V时,改成4.2V恒压充电,电流渐降,电压变化不大,到充电电流降为1/10C(约80mA)时,认为接近充满,可以终止充电(有的充电器到1/10C后启动定时器,过一定时间后结束充电)。 锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时,会造成电池的损坏或降低使用寿命。

(1)零地电压是不是*源

如果证明零地电压确实是*源,零地电压*负载甚至是“致命”的弱点这个结论就可能成立,高频机型UPS零地电压偏高的影响也罪责难逃。为了说明零地电压,先得要弄清楚零地电压是什么。图8示出了零地电压的位置。从图中可以看出,零地电压指的是负载下端和地之间的电压。理想的接线方法在零线上没有电流的,它只是一个参考点,所以整条零线上就是一个零电位。一般零线和地线在交流市电的源端(比如变电站)是接在一点并且接地的,如图8所示。这样一来就可以看出,所谓零地电压就是零线电流和零线电阻共同形成的零线电压。图8以A相电源UA为例,很明显,如果此时负载开关S是断开的,就没有负载电流,即Ia=0,那么零线上也没有电流,当然零线上也没有压降,零地电压也为零。当

图8 零地电压的位置与形成

回到星形变压器的中点。值得注意的是负载电流Ia先是流过负载,从负载出来后,才进入零线回到中点,换句话说负载电流Ia在负载上做功在先,经过零线在后,即零线上的压降是做完功的回程电流在零线上留下的印记。难道说这个印记还会反回去将做过功的结果再给反过来!比如是驱动一个步进马达,开关S闭合一下,马达就动一下,而后就在零线上出现一段零地电压,难道这段零地电压还可再回去不让马达动作或使其动作不正常?这里有一个基本概念:实际上零地电压是和负载动作同时出现和同时消失的,不存在影响后面动作的问题。­零线电阻­负载­开关S闭合后,负载电流Ia从UA出发就沿箭头方向通过开关S

还有的说什么零地电压可导致后面的数字机器出现误码或丢码。这又是一个基本概念问题。众所周知,UPS供出的交流电压是给包括计算机在内的电子设备内部电源的,这个内部电源的任务就是将交流电压变换成内部电路所需的直流电压,而且电子设备的内部电路只和本机的电源打交道,所以本机电源的质量好坏才直接影响着本机电路的工作质量。用电机器的误码不误码和UPS没有任何关系!因为那是用电设备机内电源的事情。

所以在这里零地电压不是*源。

(2)传递*的通道:零地电压是如何传递到负载机器上去的

退一万步说,假设零地电压是*源,现在看一看它如何能加到负载上去。图9给出了零地电压的等效电路。在这里取出UPS中的一相电压UA作为例子。将零线上的分布电阻用集中参数RN代替,负载电阻是RL,于是负载和零线就是跨接在电源UA两端的两个串联的阻抗。

两个阻抗上的电压之和就是电源电压,即:

UL +UN=UA (5)

两个电阻上流过同一个电流Ia,由于零线敷设完毕后,零线电阻就是个不变的定值,就是电阻负载,对外不会产生任何影响。当然会有人说:流过零线的还有谐波电流,如图中虚线箭头所示。是的,尽管有谐波电流流过,尽管也会使零线上压降有所变化,一方面与220V相比是微乎其微,另一方面它的流向如虚线箭头所示,也不会返回头去倒流到负载。零线上电压降的变化对负载没有任何影响,零线对地的电位就好像浮在水上的船,负载就好像坐在船上的人,无论水平面如何让波动,水涨船高,坐在船上的人本身不会受影响。

22V!在零­10%就是­10%,而220V的­还会有的人提出:既然RL和RN是分压关系,会不会由于RN上分压太多而影响负载的正常工作呢?一般说任何负载都允许输入电压变化

锂离子电池 - 优点和缺点

优点

锂离子电池(Li-ion,Lithium Ion Battery):锂离子电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点,因而得到了普遍应用——现在的许多数码设备都采用了锂离子电池作电源,尽管其价格相对来说比较昂贵。锂离子电池的能量密度很高,它的容量是同重量的镍氢电池的1.5~2倍,而且具有很低的自放电率。此外,锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质等优点也是它广泛应用的重要原因。

另外请注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一定要看清电池块外表的标志,防止因为没有看清电池类型而将镉镍、氢镍电池误认为锂电池。

无记忆效应大大方便了手机用户,用户不必在每次充电时都先放电再充电,而可以随心所欲的随时对手机充电。

传导噪声与辐射噪声的区别是什么?

  当我们开空调时,室内的荧光灯会出现瞬间变暗的现象,这是因为大量电流流向空调,电压急速下降,利用同一电源的荧光灯受到影响。还有使用吸尘器时收音机会出现啪啦啪啦的杂音。原因是吸尘器的马达产生的微弱(低强度高频的)电压/电流变化通过电源线传递进入收音机,以杂音的形式放了出来。

  这种由一个设备中产生的电压/电流通过电源线、信号线传导并影响其它设备时,将这个电压/电流的变化叫做“传导干扰”。所以为对症下药,通常采用的方法是给发生源及被干扰设备的电源线等安装滤波器,阻止传导干扰的传输。另外,当当信号线上出现噪声时,将信号线改为光纤,也可隔断传输途径。

  当摩托车从附近道路通过时,电视会出现雪花状干扰。这是因为摩托车点火装置的脉冲电流产生了电磁波,传到空间再传给附近的电视天线、电路上,产生了干扰电压/电流。

  象这种通过空间传播,并对其它设备电路产生无用电压/电流,造成危害的干扰称为“辐射干扰”。由于传播途径是空间,解决辐射干扰的方法除前面所讲的滤波之外,还要对设备进行屏蔽方能有效。

  如上所述,干扰的根源是电压/电流产生不必要的变化,这种变化通过导线直接传递给其它设备,造成危害,这叫“传导干扰”。另外,由于电压电流变化而产生的电磁波通过空间传播到其它设备中,在电路或导线上产生不必要的电压/电流,并造成危害的干扰叫“辐射干扰”。但是,实际上并不能这样简单区分

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