18新利最新登入锂离子电池如何工作

由:马歇尔的大脑|
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锂电池的技术一直在缓慢改进,以创造出更稳定的产品。了解PHEV和锂电池技术。
©极盛时期/思想库

锂离子电池现在非常流行。你可以在笔记本电脑pda手机而且ipod.它们之所以如此常见,是因为它们是市面上最具能量的充电电池之一。

锂离子电池最近也出现在新闻中。这是因为这些电池有偶尔起火的能力。这种情况并不常见——每100万个电池组中只有2到3个电池组有问题——但一旦发生,就非常严重了。在某些情况下,失败率会上升,当这种情况发生时,你最终会得到一个全球性的电池召回事件这可能会让制造商损失数百万美元。

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所以问题是,是什么让这些电池如此充满能量,如此受欢迎?18新利最新登入它们是怎么燃烧起来的?你能做些什么来防止这个问题或帮助电池续航更长时间吗?在本文中,我们将回答这些问题。

锂离子电池很受欢迎,因为与其他竞争技术相比,它有许多重要的优势:

  • 它们通常比同尺寸的其他类型的可充电电池轻得多。锂离子电池的电极很轻而且.锂也是一种高活性元素,这意味着大量的能量可以储存在它的原子键中。这转化为一个非常高的能量密度用于锂离子电池。这是一种了解能量密度的方法。一块典型的锂离子电池可以在1公斤的电池中储存150瓦时的电力。一个镍氢(镍氢)电池虽然60到70瓦时可能更典型,但每公斤电池组可以存储大约100瓦时。一个铅酸电池每公斤只能储存25瓦时。使用铅酸技术,需要6公斤才能储存1公斤锂离子电池所能处理的能量。这是一个巨大的差异[来源:Everything2.com]。
  • 他们持有自己的电荷。一个锂离子电池组每月只损失5%的电量,而镍氢电池每月损失20%。
  • 他们没有记忆效应,这意味着你不需要完全放电再充电,像其他一些电池化学反应
  • 锂离子电池可以处理数百次充放电循环。

这并不是说锂离子电池是完美无缺的。它们也有一些缺点:

  • 他们一离开工厂就开始退化。不管你用不使用,从生产之日起只能使用两三年。
  • 它们对高温极其敏感。高温会导致锂离子电池组的降解速度比正常情况下快得多。
  • 如果你把锂离子电池完全放电,它就坏了。
  • 锂离子电池组必须有一个车载计算机来管理电池。这使得它们比现在更加昂贵。
  • 有一个小的机会,如果锂离子电池组失效,它将爆炸。

这些特性中的许多都可以通过观察锂离子电池内部的化学物质来理解。我们接下来来看这个。

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内部锂离子电池组和电池

照片礼貌ZD网英国

锂离子电池组有各种形状和大小,但它们的内部看起来都差不多。如果你要拆开一个笔记本电脑的电池组(有些东西我们建议,因为电池短路和起火的可能性),你会发现以下:

  • 锂电池可以是看起来与AA电池几乎相同的圆柱形电池,或者它们可以是棱镜,即它们是方形或长方形的。计算机包括:
  • 一个或多个温度传感器监控电池温度
  • 一个电压转换器和稳压电路保持安全的电压和电流水平
  • 一个屏蔽笔记本连接器这使得电力和信息在电池组中进出18luck手机登录
  • 一个电压抽头,监测电池组中单个电池的能量容量
  • 一个电池充电状态监控器,这是一个小电脑它可以处理整个充电过程,以确保电池尽可能快、尽可能充分地充电。

如果电池组在充电或使用过程中温度过高,电脑就会关闭电源来降温。如果你把笔记本电脑放在非常热的车里,并试图使用笔记本电脑,这台电脑可能会阻止你开机,直到汽车冷却下来。如果电池完全放电,电池组将关闭,因为电池被毁了。它还可以跟踪充电/放电循环次数,并发送信息,这样笔记本电脑的电池表就可以告诉你电池还剩多少电量。18luck手机登录18新利最新登入

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这是一台相当复杂的小型计算机,它从电池中获取能量。这种功耗是锂离子电池闲置时每月损失5%电量的原因之一。

锂电池

和大多数电池一样,你有一个金属外壳。金属的使用在这里特别重要,因为电池是加压的。这个金属盒子有某种压敏装置通气孔.如果电池太热,有因过压而爆炸的危险,这个通风口就会释放额外的压力。电池之后可能就没用了,所以这是要避免的。通风口完全是为了安全起见。所以正温度系数(PTC)开关,一种防止电池过热的装置。

这个金属盒子里有一个长长的螺旋,由三张压在一起的薄片组成:

  • 一个正电极
  • 一个负电极
  • 一个分隔符

在外壳内部,这些薄片被浸泡在一种有机溶剂中,作为电解质。醚是一种常用溶剂。

分离器是一块非常薄的微穿孔塑料片。顾名思义,它分离正极和负极,同时允许离子通过。

正极由锂钴氧化物(LiCoO)制成2.负极是由碳制成的。当电池充电时,锂离子通过电解液从正极移动到负极,并附着在碳上。在放电过程中,锂离子移动回LiCoO2来自碳。

这些锂离子的运动发生在相当高的电压下,所以每个电池产生3.7伏。这比你在超市买到的普通AA碱性电池的1.5伏高得多,有助于使锂离子电池在手机等小型设备中更加紧凑。看到18新利最新登入电池工作原理有关不同电池化学成分的详细信息。

接下来我们将看看如何延长锂离18新利最新登入子电池的寿命,并探索为什么它们会爆炸。

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锂离子电池的生与死

过去六个月的几篇新闻报道都描述了锂离子电池笔记本电脑着火的情况。"width=
过去六个月的几篇新闻报道都描述了锂离子电池笔记本电脑着火的情况。

锂离子电池组很贵,所以如果你想让你的电池续航时间更长,请记住以下几点:

  • 偏爱锂离子化学局部放电深放电,所以最好避免把电池一直用到零。由于锂离子化学没有“记忆”,所以局部放电不会对电池组造成伤害。如果锂离子电池的电压下降到一定水平以下,它就毁了。
  • 锂离子电池年龄.即使它们闲置在书架上,也只能使用两到三年。因此,不要“避免使用”电池,以为电池组可以使用五年。它不会。此外,如果你要买一个新的电池组,你要确保它真的是新的。如果它已经在商店的货架上放了一年,它不会持续很长时间。生产日期很重要。
  • 避免热,这会降低电池的性能。

电池爆炸

现在我们知道了如何让锂离子电池工作18新利最新登入更久,让我们来看看为什么它们会爆炸。

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如果电池热到足以点燃电解液,就会起火。网上有一些视频片段和照片显示了这些火灾有多严重。18新利最新登入的CBC的文章《笔记本电脑爆炸的夏天》(Summer of the爆炸的笔记本电脑)中总结了其中几起事件。

发生这样的火灾时,通常是由于电池内部短路引起的。回想一下上一节,锂离子电池包含一个分隔片,将正极和负极分开。如果薄膜被刺穿,电极接触,电池很快就会升温。如果你曾经把一块普通的9伏电池放在口袋里,你可能会体验到电池产生的那种热量。如果硬币两端短路,电池就会变得很热。

在隔膜故障中,同样的短路也发生在锂离子电池内部。由于锂离子电池能量很大,所以它们会非常热。热量导致电池释放出作为电解质的有机溶剂,热量(或附近的火花)可以点燃电池。一旦这种情况发生在其中一个电池内,火焰的热量就会级联到其他电池上,整个电池就会燃烧起来。

重要的是要注意火灾是非常罕见的。不过,只需要几起火灾和一点媒体报道就能促使召回。

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最初发表于2006年11月14日

锂离子电池FAQ

18新利最新登入锂离子电池能使用多久?
锂离子电池可以处理数百次充放电循环或两到三年。
什么是锂离子电池?
锂离子电池是一种可充电电池,通常用于笔记本电脑和手机。为了产生能量,锂离子从负极通过电解质移动到正极。
锂离子电池的成本是多少?
据BloombergNEF报道在美国,锂离子电池组的平均成本在2020年降至每千瓦时137美元。对于智能手机来说,电池的价格在2到4美元之间,但对于电动汽车来说,锂离子电池的价格在7000美元到2万美元之间。18新利最新登入然而,这些电池的价格在过去十年中下降了约88%,并继续呈下降趋势。
锂离子电池有哪些缺点?
这些电池有偶尔起火的能力。这并不常见——每百万分之二到三包有这个问题。它们对高温极其敏感,这可能会导致它们迅速降解。它们一离开工厂就开始降解,不管它们是否被使用。
有比锂离子电池更好的电池吗?
在这个时候,没有什么比锂离子电池更好的了。与其他电池技术相比,它具有更高的能量密度,更多的电池循环,更快的充电速率,并且使用更安全。

更多信息18luck手机登录

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更多优质链接

  • “戴尔笔记本电脑在日本会议上爆炸。”《询问者报》2006年6月21日。http://www.theinquirer.net/default.aspx?article=32550
  • “能量密度”。Everything2.com。https://everything2.com/title/energy+density?searchy=search
  • 古德温,鲁珀特。“在笔记本电池包里。”ZDNet.co。英国,2006年8月17日。http://reviews.zdnet.co.uk/0,39023100,39281143,00.htm
  • “18新利最新登入如何延长锂电池的寿命。”电池的大学。http://www.batteryuniversity.com/parttwo-34.htm
  • “18新利最新登入如何重建锂离子电池组。”Electronics-Lab.com。http://www.electronics-lab.com/articles/Li_Ion_reconstruct/index.html
  • Kanellos,迈克尔。“有什么能抑制电池的火焰吗?”新闻网站,2006年8月15日。http://news.com.com/Can+anything+tame+the+battery+flames/2100-11398_3-6105924.html
  • “锂离子充电电池。”GPBatteries。http://www.gpbatteries.com/pdf/Lithium_Rechargeable.pdf
  • 锌矩阵功率。http://www.zmp.com/news.html
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