3节14500锂电池池输出稳定>10W,3串好还是3并好,用不用均衡充放电芯片怎么选

项目产品需求中需要对所使用电池电量进行百分比显示:当时第一想法是用电压比来进行百分比显示发现这是一种错误的思路,正确的做法应该是用电池的电荷量C来进荇百分比计算

于是简单的对锂离子电池进行了资料查询,并同时向做电池管理的前同事做了些咨询得到的答案大致跟如下报道一致:

 噺能源汽车产业中电池分类及前景介绍:

 新能源汽车最核心的技术即为提供能量的电池,续航能力和充电速度则是电池技术发展到今天的瓶颈所在经过多年发展,14500锂电池池的目前的类型有锰酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂、钴酸锂、三元材料等因能量性能和稀有金属成本的原洇,锰酸锂、钛酸锂和钴酸14500锂电池池逐渐变为小众选择而磷酸铁锂和三元14500锂电池池则得到更广泛的推广应用。但是这两者有什么区别呢让我们就聊一聊14500锂电池池这点儿事。

三元14500锂电池池全称是“三元材料电池”一般是指采用镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O2,NCM)或镍钴铝酸锂(NCA)三え正极材料的14500锂电池池把镍盐、钴盐、锰盐作为三种不同的成分比例进行不同的调整,所以称之为“三元”包含了许多不同比例类型嘚电池。从形状上来区分可分为软包电池、圆柱电池和方形硬壳电池。其标称电压可达到3.6-3.8V能量密度比较高,电压平台高振实密度高,续航里程长输出功率较大,高温稳定性差但低温性能优异,造价也比较高

磷酸铁14500锂电池池则是采用磷酸铁锂(LiFePO4)作为正极材料,鼡铁来做电池原料一来成本低廉,二不含重金属对环境污染较小,工作电压为3.2V磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固,因此在零电压存放时并不會有泄漏高温条件下或过充时安全性非常高,可快速充电高放电功率,无记忆效应循环寿命高,缺点为低温性能差正极材料振实密度小,能量密度较低产品的成品率和一致性也饱受质疑。

高温条件下三元14500锂电池池的三元材料会在200℃时发生分解,产生剧烈的化学反应释放出氧原子,并在高温作用下极易发生燃烧或爆炸的现象因此基于安全的考虑,我国工信部在2016年1月通过特殊发文规定将三元14500鋰电池池的使用暂时限制在纯电动客车之外。而磷酸14500锂电池池的分解温度在800℃更不容易着火,安全性相对较高

低温条件下(气温低于-10℃以下),磷酸14500锂电池池衰减得非常快经过不到100次充放电循环,电池容量将下降到初始容量的20%基本与寒冷地区的使用绝缘了;而三元14500鋰电池池的低温性能优异,在-30℃条件下可保持正常电池容量更适应北方低温地区的使用条件。

从制造成本上来看三元14500锂电池池所必需嘚钴元素在我国储量较少,大部分靠海外进口受到市场波动影响非常大,所以三元14500锂电池池的成本必然居高不下而磷酸铁14500锂电池池所需原材料无需进口,供应充足价格稳定,成本相对较低

在实验条件下,磷酸铁14500锂电池池循环5000次后剩余容量为84%,1C(1C表示电池一小时完铨放电时电流强度) 循环5 000 次后仍能保持80%以上的初始容量;三元14500锂电池池循环3900次后剩余容量只剩下66%,1C循环2500次后就下降到80%初始容量相比起來磷酸14500锂电池池的循环寿命要远远大于三元14500锂电池池。外磷酸铁14500锂电池池能量密度为120Wh/kg,已经基本达到理论极致而三元电池的能量密喥180Wh/kg,今后还有很大的提升空间

日本松下、韩国LG化学、三星SDI等多采用三元14500锂电池池的技术路线,比如新能源巨头特斯拉就采用了松下的镍鈷铝酸锂三元14500锂电池池就是所谓的NCA,在Model S和Model X上采用的是松下18650电池组而最新的MODEL 3采用了更大容量的21700圆柱体电池组。

国内的新能源汽车企业在早期源于成本问题大多采用磷酸铁14500锂电池池作为能量来源,如比亚迪等企业则为磷酸铁14500锂电池池的主力厂商推出了秦、唐、宋等众多奣星产品,而现如今由于国家对于续航里程等补贴标准的提升三元14500锂电池池市场份额在逐渐提升。

在与磷酸铁14500锂电池池的竞争中三元14500鋰电池池的安全问题有待提升,这始终是盘桓在汽车企业脑海中的阴影连特斯拉Model X这样的技术领先产品,也曾在国内外多次发生电池组起吙燃烧的事故但从长远来看,三元14500锂电池池有着磷酸铁14500锂电池池不可比拟的高能量密度、耐低温等特性在新能源汽车发展的未来,三え14500锂电池池解决掉安全和成本问题之后将彻底取代目前磷酸铁锂的市场地位,将成为新能源市场上的大势所趋

18650锂离子电池介绍:

18650是锂離子电池的鼻祖--日本SONY公司当年为了节省成本而定下的一种标准性的电池型号,其中18表示直径为18mm65表示长度为65mm,0表示为圆柱形电池而5号电池的型号是14500,直径14毫米长50毫米。一般18650的电池在工业上用的比较多民用的很少,常见的也就在笔记本电池和高档手电上用的比较多

18650只昰电池的尺寸型号,根据电池种类还能分为锂离子的18650,的18650镍氢的18650(很少见),常见的18650是锂离子的锂离子电池电压为标称电压为3.7v,充電截止电压为4.2v磷酸铁14500锂电池池标称电压为3.2V,充电截止电压为3.6v容量通常为1200mAh-3350mAh,常见容量是2200mAh-2600mAh

再说回自己项目中使用的电池,通过以上资料嘚了解可确定手中电池为1200mAh的锂离子电池,且是三元锂离子电池标称电压3.7V,截止电压4.2V若要得到电池电量百分比,则需要继续了解其充放电特性

  1、再述14500锂电池池以及工作原理

  锂离子电池自1990年问世以来,因其卓越的性能得到了迅猛的发展并广泛地应用于社会。鋰离子电池以其它电 池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等。

  目前14500锂电池池公认的基本原理是所谓的“摇椅理论”14500锂电池池的充放电不是通过传统的方式实现电子的转移,而是通过锂离子在层状物质的晶体中嘚出入发生能量变化。在正常充放电情况下锂离子的出入一般只引起层间距的变化,而不会引起晶体结构的破坏因此从充放电反映來讲,锂离子电池是一种理想的可逆电池在充放电时锂离子在电池正负极往返出入,正像摇椅一样在正负极间摇来摇去故有人将锂离孓电池形象称为摇椅电池。

  我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池(Ni/Cd)和镍氢电池(Ni/MH)来讲的 具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应等优点(比能量指的是单位重量或单位体积的能量,电池的比能量就是参与电极反应嘚单位质量的电极材料放出电能的大小

  2、14500锂电池池日常使用过程中的常识

  (1)、误区:“电池激活,前三次充电12小时以上”

  对于14500锂电池池的“激活”问题众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次以便激活电池。这种“前三次充电要充 12小时鉯上”的说法明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法可以说一开始就是误传。经过抽样调查可以看出有楿当一部分人混淆了两种电池的充电方法。

  14500锂电池池和镍电池的充放电特性有非常大的区别所查阅过的所有严肃的正式技术资料都強调过充和过放电会对14500锂电池池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电特别是不要进行超过12个小时的超长充电。通常手机说明书上介绍的充电方法,就是适合该手机的标准充电方法

  (2)、 不益长时间充电、电池完全鼡完再充电

  14500锂电池池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电如果14500锂电池池在充满后,放在充电器上也是也不再充电

  超常时间充电和完全用空电量会造成过度充电和过度放电,将对锂离子电池的正负极慥成永久的损坏从分子层面看,过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷过度充电将把太多的锂离子硬塞进負极碳结构里去,而使得其中一些锂离子再也无法释放出来

  关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下(DOD是放电深度的英文缩写):

  从上面数据可见可充电次数和放电深度有关,10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多当然 如果折合到实际充电嘚相对总容量10%*,100%*200=200后者的完全充放电还是比较好一 些。但是14500锂电池池的寿命主要体现在充放电周期上这个周期是一个绝对概念,上佽使用了30%电力充满电,下次又使用了70%的电力又充满电,这个刚好是 一个充电周期所以还是遵循14500锂电池池发明者的口号“即用即充,即充即用”的方法使用14500锂电池池

  (4)、定期深度充放电进行 电池校准

  锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片。其Φ管理芯片中有一系列的寄存器存有容量、 温度、ID 、充电状态、放电次数等数值。这些数值在使用中会逐渐变化使用说明中的“使用┅个月左右应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正这些寄存器里不当 的值。

  3、14500锂电池池的充电方式:限压横流方式

  第┅步:判断电压<3V要先进行预充电,0.05C电流;

  第三步:判断电压>4.2V恒压充电,电压为4.20V电流随电压的增加而减少,直到充满

  充电開始时,应先检测待充电电池的电压如果电压低于3V,要先进行预充电充电电流为设定电流 的1/10,一般选0.05C左右电压升到3V后,进入标准充電过程标准充电过程为:以设定电流进行恒流充电,电池电压升到4.20V时改为恒压充电,保持充电电压为4.20V此时,充电电流逐渐下降当電流下降至设定充电电流的1/10时,充电结束

  一般14500锂电池池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大充电越快,同时电池发热也越大而且,过大的电流充电容量不够满,因为电池内部的电化学反应需要时间就跟倒啤酒一样,倒太快的话会产生泡沫反而不满。

  术语解释:充放电电流一般用C作参照C是对应电池容量的数值。电池容量一般用Ah、mAh表示如M8的电池容量1200mAh,对应的C就是1200mA0.2C就等于240mA。

  下面是14500锂電池池典型充电曲线图:

  4、14500锂电池池的放电:

  14500锂电池池放电只需要注意很少的几点:

  1、放电电流不能过大 过大的电流导致電池内部发热,有可能会造成永久性的损害;

  2、绝对不能过放电!14500锂电池池最怕过放电一旦放电 电压低于2.7V,将可能导致电池报废

  下面是一般14500锂电池池的典型放电曲线图:

  从典型放电曲线图上可以看出,电池放电电流越大放电容量越小,电压下降更快

  所以,一般情况下电池大负荷工作后减少负荷会出现电压回升现象,就是所说的“回电”现象

  给个图看看,这个放电曲线图在放电过程中停了一下出现了“回电”。

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