鋰電池工作原理圖和構(gòu)造圖
鋰電池是目前電池市場比較熱門的電池,日常生活用的3C產(chǎn)品電池,如手機,筆記本電腦、無線耳機等。鋰電池的工作原理方程式圖解如下:
如今,鋰電池非常受歡迎。您可以在筆記本電腦,PDA,手機和iPod和無人機中找到它們。它們是如此常見,因為它們是一些最有活力的可充電電池。鋰電池也有時候出現(xiàn)在新聞中。那是因為這些電池偶爾會爆炸起火。但它并不常見 – 每百萬只有兩三個電池組出現(xiàn)問題 – 但是當它發(fā)生時,它是極度危險的。在某些情況下,故障率可能會上升,當發(fā)生這種情況時,最終會導致全球電池召回,這可能會使制造商損失數(shù)百萬美元。所以問題是什么讓這些電池如此充滿活力并如此受歡迎?他們?nèi)绾伟l(fā)生著火?有什么辦法可以防止問題或幫助你的電池更長壽嗎?在本文中,我們將回答這些問題以及更多問題。
tattu鋰電池
鋰電池很受歡迎,因為它們具有許多重要優(yōu)勢:
1.它們通常比相同尺寸的其他類型的可充電電池輕得多。鋰電池的電極由輕質(zhì)鋰和碳制成。鋰也是一種高活性元素,這意味著大量的能量可以存儲在其內(nèi)部中。這能轉(zhuǎn)化為鋰電池內(nèi)非常高的能量密度。典型的鋰電池可以在1千克電池中存儲150瓦時的電量。
2.鋰離子電池組每月僅損失約5%的電量,而鎳氫電池每月?lián)p失20%。
3.它們沒有記憶效應,這意味著在充電之前您不必完全放電,就像其他一些電池化學物質(zhì)一樣。
4.鋰離子電池可以處理數(shù)百次充電/放電循環(huán)。
但這并不是說鋰離子電池完美無缺。它們也有一些缺點:
1.他們一離開工廠就開始退化。無論您是否使用它們,它們只能在制造日期后的兩到三年內(nèi)使用。2.它們對高溫極其敏感。熱量導致鋰電池組的降解速度遠遠超過正常情況。3.如果你完全放電鋰電池,它就會毀了。4.鋰電池組必須配備一臺車載電腦來管理電池。這使得它們比現(xiàn)在更昂貴。5.如果鋰電池組發(fā)生故障,它很可能會著火。
通過觀察鋰電池內(nèi)部的化學性質(zhì)可以理解許多這些特性。我們接下來會看看這個。
鋰電池組有各種形狀和尺寸,但內(nèi)部看起來大致相同。舉例如果您要拆開筆記本電池組,您會發(fā)現(xiàn)以下情況,鋰電池可以是圓筒型電池,看起來幾乎相同AA鋰電池,或者它們可以是棱柱形的,其內(nèi)部包括:
1.一個或多個溫度傳感器,用于監(jiān)控電池溫度;
2.一個電壓轉(zhuǎn)換器和穩(wěn)壓電路,以保持電壓和電流的安全水平3.屏蔽式筆記本電腦連接器,可讓電源和信息流入和流出電池組4.電壓抽頭,其監(jiān)視各個電池的電池組的能量容量5.一個電池充電狀態(tài)監(jiān)控,這是一個小型計算機,處理整個充電過程,以確保電池盡可能迅速和完全充電成為可能。如果在充電或使用過程中電池組過熱,計算機將關閉電源以試圖降溫。如果您將筆記本電腦放在極熱的汽車中并嘗試使用筆記本電腦,這臺電腦可能會阻止您在電池冷卻之前通電。如果電池完全放電,電池組將因電池損壞而關閉。它還可以跟蹤充電/放電循環(huán)次數(shù)并發(fā)送信息,以便筆記本電腦的電池電量表可以告訴您電池剩余電量。它是一臺相當精致的小型計算機,它從電池中獲取能量。這種功率消耗是鋰電池在閑置時每月?lián)p失5%功率的一個原因。與大多數(shù)電池一樣,您的外殼由金屬制成。這里使用金屬特別重要,因為電池是加壓的。這種金屬外殼有一些通氣孔。如果電池變得太熱以至于有可能因過壓而爆炸,那么這個通風口會釋放額外的壓力。之后電池可能會沒用,所以這是要避免的。通風口嚴格作為安全措施。所以是正溫度系數(shù)(PTC)開關,是應該從過熱而保持電池的裝置。
鋰電池組價格昂貴,所以如果你想讓你的電池壽命更長,請記住以下幾點:
1.鋰離子化學優(yōu)選局部放電至深度放電,因此最好避免將電池一直降至零。由于鋰離子化學沒有“記憶”,因此不會因局部放電而損壞電池組。如果鋰電池的電壓下降到一定水平以下,它就會毀了。
2.鋰電池老化。他們只持續(xù)兩到三年,即使他們放在未使用的架子上。因此,不要因為電池組將持續(xù)五年而“避免使用”電池。此外,如果您要購買新電池組,您需要確保它真的是新的。如果它已經(jīng)在商店的架子上放了一年,它將不會持續(xù)很長時間。制造日期很重要。3.避免發(fā)熱,發(fā)熱會降低電池性能。
現(xiàn)在我們知道如何讓鋰電池保持更長的工作時間,那讓我們來看看它們?yōu)槭裁磿ā?/strong>
如果電池發(fā)熱到足以點燃電解液,就會著火。網(wǎng)上有視頻剪輯和照片,會顯示這些火災的嚴重程度。當發(fā)生這樣的火災時,通常是由電池內(nèi)部短路引起的。鋰電池里面有一個隔離片,可以保持正極和負極分開。如果該片被刺破并且電極接觸,則電池將非??焖俚匕l(fā)熱。如果你把一個普通的9伏電池放在口袋里,你可能已經(jīng)體驗過電池可以產(chǎn)生的那種熱量。如果硬幣在兩個端子之間短路,則電池會變熱。在隔板故障中,鋰電池內(nèi)部發(fā)生同樣的短路。由于鋰電池非常有活力,因此它們非常熱。熱量使電池排出用作電解質(zhì)的有機溶劑,并且熱量(或附近的火花)可以點亮它。一旦在其中一個鋰電池內(nèi)發(fā)生這種情況,火的熱量就會流向其他鋰電池,導致整個包裝都會起火。重要的是要注意火災是非常罕見的。
鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
這個金屬外殼有一個長螺旋,包括三個壓在一起的薄片:
1.一個正極
2.一個負極
3.一個分離器
在殼體內(nèi)部,這些片材浸沒在充當電解質(zhì)的有機溶劑中。醚是一種常見的溶劑。隔板是非常薄的微孔塑料板。顧名思義,它將正極和負極分開,同時允許離子通過。正極由鋰鈷氧化物或氧化鈷鋰(LiCoO 2)制成。負極由碳制成。
當鋰電池充電時,鋰離子通過電解質(zhì)從正電極移動到負電極并附著到碳上。
在鋰電池放電期間,鋰離子從碳移回到氧化鈷鋰(LiCoO 2)。
這些鋰離子的運動發(fā)生在相當高的電壓下,因此每個電池產(chǎn)生3.7伏特。這遠遠高于您在超市購買的普通AA堿性電池的1.5伏特,并且有助于在手機等小型設備中使鋰電池更加緊湊。
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