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影响锂电池寿命的要素和维护的需要性

影响锂电池寿命的要素和维护的需要性

来源:
2021/04/27 08:58
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【摘要】:

  寿命系数及保护的必要性

  摘要:研究了充放电和温度条件对普通可充电锂电池寿命的影响。在总结实验数据的基础上,讨论了锂电池保护的必要性和合理的参数范围。

  关键词:锂电池,电动工具,锂保护过充过放电

  0引言

  目前,电动工具的发展呈现出微型化、轻量化、无绳化的趋势。镍镉电池在便携式电动工具中的应用越来越受到限制。同时,由于镍、钴等有色金属价格翻倍,以及新型锂电池材料的应用和规模化生产,大大缩小了锂电池与镍镉、镍氢电池之间的成本差距。这些因素有力地推动了锂电池在便携式电动工具中的应用和发展。

  1概述

  锂电池必须考虑充放电的安全性以及电池的一致性,以防止电池的恶化。锂电池的高能量密度使得电池的安全性难以保证。在过充状态下,电池温度过高后能量过剩,电解液分解后出现气体,容易造成内部压力上升,引起自燃或断裂。反之,在过放电状态下,电解液的分解会导致电池特性和耐久性的恶化,减少可充电电池的数量。温度的变化,尤其是在低温下,使这两种情况都更有可能发生。因此,锂电池的过充、过放电、过流、短路和温度的保护非常重要,所以在设计保护电路的电池组时,通常需要对锂电池进行保护。

  2分析

  2.1电池电压过高及相应的过充保护。在正常情况下,锂电池充电至4.2V。同时,当充电电流小于0.1C或0.05C时,电池充满。将3000mah的电池从3.0V充电,得到如图1所示的容量曲线。将电池分为三组,研究了充电电压对电池寿命的影响。设置充电截止电压为4.200V, 4.275V, 4.350V,放电截止电压为3.0V,实现电池充放电循环,记录电池容量变化。参见图2。

  如图所示,由于充电电压的增大,初始放电容量为NO.3。比1号电池更大。I.2也没有。然而,大约20次循环后,电池容量开始急剧下降;2号电池也有类似的性能,但截止点稍低,在大约130次充电后容量开始下降。因此,电池充电电压越高,寿命下降(或衰减率)越快。

  根据300次电池循环后剩余电量80%的要求2,no。3 .不能满足。能够准确达到No. 1,即在正常情况下,锂电池充电电压不应大于4.2V。相应的,过充保护将电池电压限制在这个范围之外。超过这个范围,电池寿命必然会下降。电池电压越高,风险越大。一般情况下,当电池电压超过4.25V时,应采取特别预防措施,以避免发生爆炸的危险。因此,组合充电终止电压,电池放电深度和容量。电池100%,即电池容量每次发光。经过250次循环后,电池容量迅速衰减,即放电越深,电池衰减越快。

  一般情况下,端子电压不应小于2.5V或2.4V。当电池电压低于2.4V时,电池进入深度放电。锂电池放电深度越深,充电寿命越短,导致电池寿命越短。

  在实际应用中,通常通过设置过放电保护的终止电压来控制深放电。过放电保护的终止电压应根据应用设备的放电电流及应用环境设定,但应高于2.4V。

 

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