【文章內(nèi)容簡介】 41，充電曲線如圖 46所示。在圖 46中，曲線從左到右放電容量依次增加。 ③ 充電溫度對(duì)充電特性的影響。在不同環(huán)境溫度下對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電，以某額定容量 200Ah鋰離子電池為例，采用恒流限壓方式，記錄充電截止條件是充電電流下限為 1A的充電參數(shù)，見表42。 ④ 放電特性影響因素。 (1)充放電特性 圖 44 鋰離子電池基本充放電電壓曲線 鋰離子電池充電從安全、可靠及兼顧充電效率等方面考慮，通常采用兩段式充電方法。第 1階段為恒流限壓，第 2階段為恒壓限流。鋰離子電池充電的最高限壓值根據(jù)正極材料不同而有一定的差別。 以額定容量 100Ah某鋰離子電池為例，在 SOC=40%、恒溫 20℃的情況下，采用不同充電率充電，充電曲線如圖 45所示。 圖 45 鋰離子電池充電曲線 ① 充電電流對(duì)充電特性的影響 在恒溫環(huán)境溫度 20℃ 下，對(duì)額定容量 100鋰離子電池在不同 SOC、以 。試驗(yàn)參數(shù)見表 41，充電曲線如圖 46所示。在圖 46中，曲線從左到右放電容量依次增加。 表 41 不同放電深度充電試驗(yàn)參數(shù) ② 放電深度對(duì)充電特性的影響 在恒溫環(huán)境溫度 20℃ 下，對(duì)額定容量 100鋰離子電池在不同 SOC、以 。試驗(yàn)參數(shù)見表 41，充電曲線如圖 46所示。在圖 46中，曲線從左到右放電容量依次增加。 圖 46 鋰離子電池 20℃ 、 ② 放電深度對(duì)充電特性的影響 在不同環(huán)境溫度下對(duì)鋰離子電池進(jìn)行充電，以某額定容量 200Ah鋰離子電池為例，采用恒流限壓方式，記錄充電截止條件是充電電流下限為 1A的充電參數(shù)，見表 42。 表 42 不同溫度電池充電參數(shù) ③ 充電溫度對(duì)充電特性的影響 ④ 放電特性影響因素。 圖 47 鋰離子電池 100A()放電過程的曲線 以某額定容量 200 鋰離子電池為例。在環(huán)境溫度 20℃ 情況下，將電池充滿電，分別在 20℃ ， 0℃ ， 20℃ 進(jìn)行不同放電電流下的放電試驗(yàn)，100A（ ）放電過程的曲線如圖 47所示。 (2)安全性 ① 材料穩(wěn)定性。鋰離子電池在一些濫用狀態(tài)下，如高溫、過充、針刺穿透以及擠壓等情況下，會(huì)導(dǎo)致電極和有機(jī)電解液之間的強(qiáng)烈作用，如有機(jī)電解液的劇烈氧化、還原或正極分解產(chǎn)生的氧氣進(jìn)一步與有機(jī)電解液反應(yīng)等。這些反應(yīng)產(chǎn)生的大量熱量如不能及時(shí)散到周圍環(huán)境中，必將導(dǎo)致電池內(nèi)熱失控的產(chǎn)生，最終導(dǎo)致電池的燃燒、爆炸。因此，正負(fù)電極、有機(jī)電解液相互作用的熱穩(wěn)定性是制約鋰離子電池安全性的首要因素。 (2)安全性 ② 制造工藝。鋰離子電池的制造工藝分為液態(tài)和聚合物鋰離子電池。無論是什么結(jié)構(gòu)的鋰離子電池，電極制造、電池裝配等制造過程都會(huì)對(duì)電池的安全性產(chǎn)生影響。如正極和負(fù)極混料、涂布、輥壓、裁片或沖切、組裝、加注電解液的量、封口、化成等諸道工序的質(zhì)量控制，無一不影響電池的性能和安全性。漿料的均勻度決定了活性物質(zhì)在電極上分布的均勻性，從而影響電池的安全性。漿料細(xì)度太大，電池充放電時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)極材料膨脹與收縮比較大的變化，可能出現(xiàn)金屬鋰的析出；漿料細(xì)度太小，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)阻過大。 (2)安全性 涂布加熱溫度過低或烘干時(shí)間不足，會(huì)使溶劑殘留，黏結(jié)劑部分溶解，造成部分活性物質(zhì)容易剝離；溫度過高可能造成黏結(jié)劑炭化，活性物質(zhì)脫落形成電池內(nèi)短路。 鋰離子動(dòng)力電池的應(yīng)用 (1)在便攜式電器方面的應(yīng)用 (2)在交通行業(yè)的應(yīng)用 (3)在軍事裝備及航空航天事業(yè)中的應(yīng)用 (4)其他 (1)在便攜式電器方面的應(yīng)用 目前移動(dòng)電話、筆記本電腦、微型攝像機(jī)等需要便攜式電源的用電器已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分。在電源方面，無一例外的選擇鋰離子電池作為市場的主流。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2022年全球手機(jī)產(chǎn)量超過 20億部，形成了龐大的鋰離子電池應(yīng)用市場 。 (2)在交通行業(yè)的應(yīng)用 隨著社會(huì)文明的進(jìn)步，人們的保環(huán)意識(shí)提高并對(duì)環(huán)境的要求日益高漲。環(huán)保的交通工具已經(jīng)進(jìn)入人們的視野。目前，我國以電動(dòng)自行車為主的電動(dòng)輕型車呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢，鋰離子動(dòng)力電池已開始在部分高端車型應(yīng)用。在電動(dòng)汽車開發(fā)方面，鋰離子動(dòng)力電池已經(jīng)成為主流。在國內(nèi)眾多汽車研制和生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)的電動(dòng)汽車車型大部分采用鋰離子電池。國際上，已經(jīng)進(jìn)入市場銷售的純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，如日產(chǎn)公司的 LEAF，美國特斯拉（ Tesla Motors）公司的 Tesla Model S以及通用公司的 VOLT均采用了鋰離子電池系統(tǒng)。 (3)在軍事裝備及航空航天事業(yè)中的應(yīng)用 在軍事裝備中，鋰離子電池主要用作動(dòng)力啟動(dòng)電源、無線通信電臺(tái)電源、微型無人駕駛偵察飛機(jī)動(dòng)力電源等。此外，諸如激光瞄準(zhǔn)器、夜視器、飛行員救生電臺(tái)電源、船示位標(biāo)電源等現(xiàn)在也普遍采用鋰離子電池。在航天領(lǐng)域，鋰離子電池已經(jīng)用于地球同步軌道衛(wèi)星和低軌道通信衛(wèi)星，作為發(fā)射和飛行中校正、地面操作的動(dòng)力。 (4)其他 鋰離子電池由于自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特殊的工作原理，決定了其原材料豐富、環(huán)保、比容量高、循環(huán)性能和安全性能好等特點(diǎn)，在醫(yī)療行業(yè)（例如，助聽器、心臟起搏器等）、石化行業(yè)（例如，采油動(dòng)力負(fù)荷調(diào)整）、電力行業(yè)（例如，儲(chǔ)能電源）等均具有廣闊的應(yīng)用前景。其在追求能源綠色化的今天，具有更加重要的意義。 其他電池 鉛酸電池 鎳氫電池 超級(jí)電容器 燃料電池 鉛酸電池 圖 48 鉛酸電池的結(jié)構(gòu) 鉛酸電池外型各異，但主要構(gòu)成部件相似，主要包括正負(fù)極板、隔板、電解液、電池殼、電池蓋、排氣栓等。鉛酸電池單體內(nèi)還有鏈條、極柱、液面指示器等零部件。 鉛酸電池 圖 49 鉛酸電池的反應(yīng)原理 鎳氫電池 ? 鎳氫電池是在鎳鎘電池的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型綠色電池，其正極主要成分為氫氧化物，負(fù)極主要成分為儲(chǔ)氫合金，電解質(zhì)為氫氧化鉀水溶液，隔膜主要有尼龍纖維、聚丙烯纖維和維綸纖維電池隔膜。 ? 鎳氫電池中沒有鉛、鎘等重金屬元素，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，能滿足混合動(dòng)力電動(dòng)汽車所要求的高能量、高功率、長壽命和足夠?qū)挼墓ぷ鳒囟确秶?。但是和鉛酸電池相比，鎳氫電池價(jià)格較高，而且自放電損耗大，對(duì)環(huán)境溫度敏感，還有記憶效應(yīng)和充電發(fā)熱等問題。 ? 鎳氫電池以其高功率密度、耐久性好的優(yōu)點(diǎn)，曾在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車上廣泛應(yīng)用，如日本豐田公司的普銳斯（ Prius）混合動(dòng)力電動(dòng)汽車采用的就是 288V、 。 超級(jí)電容器 圖 410 超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu) 超級(jí)電容器（ Ultracapacitor）是一種介于電解質(zhì)電容器和電化學(xué)蓄電池之間的儲(chǔ)能裝置，其儲(chǔ)能方式與傳統(tǒng)電容器不同。 燃料電池 圖 411 燃料電池的結(jié)構(gòu)與原理圖 燃料電池與普通化學(xué)電池相類似，兩者均通過化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能；但從實(shí)際應(yīng)用角度來看，兩者之間存在較大差別。 動(dòng)力電池管理系統(tǒng) 基本構(gòu)成 主要功能 基本構(gòu)成 圖