大型锂电池常温循环性能及其容量损失

最新更新时间:2010-09-29来源: 电子产品世界 关键字:聚合物锂离子蓄电池  循环寿命  容量衰减  充放电效率概述 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章

  所谓锂离子电池是指分别用两个能可逆地嵌入和脱嵌的锂离子化合物作为正负极构成的二次电池。锂离子电池于20世纪90年代初由日本SONY公司率先研制成功并实现商品化。锂离子电池作为一种高比能量、环保型的电源装置而受到了全世界的关注,得到迅速开发和应用。尤其在通信领域,锂离子电池已逐步取代了镉镍和镍氢电池而成为主要供电电源。理想的锂离子电池,除了锂离子在正负极之间嵌入和脱出外,不发生其他副反应,不出现锂离子的不可逆消耗。实际的锂离子电池,每时每刻都有副反应存在,也有活性物质的不可逆消耗。由于大型锂离子电池充放电电流大、体积大、散热难,在充放电过程中容易导致电池升温,使得锂离子电池的循环寿命在一定程度上有所降低;加上出于安全方面的考虑使得作为动力电源的大型锂离子电池的开发及应用在很大程度上受到了限制(如作为车用动力电源)。本文针对大型锂电池在常温状态下的循环性能和情况进行了研究,这些研究结果对锂电池在常温环境中的使用具有一定的参考价值。

  试验

  本试验研究采用的蓄电池是自制LiCoO2体系80Ah聚合物。蓄电池在室温状态下进行充放电循环测试,采用恒流恒压充电制度(CC-CV)和恒流放电制度,充放电电压范围为3.0V~4.15V,首先以80A恒流充电至4.15V,转4.15V恒压充电至电流小于4A时停止,搁置10min,以80A恒流放电至3.0V,搁置10min,如此循环充放电500次。循环数据的采集在电池程控测试仪(LX-PCBT-188-5D)上进行,环境温度为12.2℃~22.9℃。

  结果与讨论

  充电

  充电特性曲线

  蓄电池的充电特性曲线见图1。

  由图1可以看出,第1次循环充电容量75.651Ah,恒流充电时间52分11秒,恒压充电时间14分31秒,总充电时间1小时6分42秒。随着循环次数的增加,充电时间减少。

  蓄电池的充电平台在3.8V~4.15V,该阶段充入容量达到总充电容量的80%以上。并且随着循环次数的增加,电压上升速度加快,充电容量减少。

  恒流充电容量占总充电容量的百分比




  (1)1-100次循环

  恒流充电容量占总充电容量的91.49%(均值)。恒压充电容量占充电容量的8.51%(均值)。

  (2)200-300次循环

  恒流充电容量占总充电容量的90.98%(均值)。恒压充电容量占充电容量的9.02%(均值)。

  (3)400-500次循环

  恒流充电容量占总充电容量的89.9%(均值)。恒压充电容量占充电容量的10.1%(均值)。

  恒流充电容量占总充电容量的百分率与循环次数关系见图2。

  由以上数据和图2可以看出,随着循环次数的增加,恒流充电容量占总充电容量的百分率平缓下降,则恒压充电容量占总充电容量的百分率平缓上升。

  放电曲线

  蓄电池的放电特性曲线见图3。

  由图3可以看出,蓄电池的放电平台在4.1V~3.6V,该阶段放电容量达到总放电容量的90%以上。随着循环次数的增加,蓄电池放电容量降低,且放电平台降低。

关键字:聚合物锂离子蓄电池  循环寿命  容量衰减  充放电效率概述 编辑:金海 引用地址:大型锂电池常温循环性能及其容量损失

上一篇:磷酸铁锂动力电池特性及应用
下一篇:一种低功耗的电子式电能表电源监控芯片

推荐阅读最新更新时间:2023-10-18 15:01

宁德时代攻克锂电池12000次超长循环寿命
近日,工信部产业发展促进中心在宁德时代组织召开会议,对宁德时代牵头承担的国家重点研发计划“智能电网技术与装备”重点专项“100MWh级新型 锂电池 规模 储能技术 开发及应用”项目进行了综合绩效评价。 在经过多方探讨之后,专家组一致认为,宁德时代该项目圆满完成此前定下的所有考核指标,并对项目取得的重要成果给予了充分的肯定。 宁德时代表示,该项目攻克了12000次超长循环寿命、高安全性 储能 专用电池核心技术,掌握了大规模储能电站的统一调控、电池能量管理等系统集成技术。 据悉,相关成果已成功应用于福建晋江30MW/108MWh储能电站,成为全球百兆瓦时级储能电站的新标杆。 值得一提的是,此项目通过验收,不仅代表着拥有
[汽车电子]
利用多节电池监视器 IC 尽量地延长可再充电电池组的循环寿命
如果允许任何一节或几节电池过度放电,那么可再充电电池组的性能就会过早地发生劣化。当电池组变至完全放电状态时,最弱的那一节或几节电池的 ILOAD•RINTERNAL 电压降将会超过内部 VCELL 化学电势,而且电池端子电压将变至负值 (相对于标准电压)。在这种情况下,不可逆的化学过程将开始,从而改变起初提供电池的电荷存储能力的内部材料特性,因此该节电池随后的充电周期将不会保持原始内能。此外,一旦某节电池被损坏,则它在后续使用过程中遭受极性反转的可能性较大,进而导致问题的恶化并急速缩短电池组的有效循环寿命。 当采用基于镍的电池化学组成时,一组串接电池的过度放电不一定会造成某种安全危害,但是,早在用户察觉到性能的任何显著下降之前时常会
[电源管理]
利用多节电池监视器 IC 尽量地延长可再充电电池组的<font color='red'>循环</font><font color='red'>寿命</font>
电动汽车行业研究新型电池:快充比加油快3倍 寿命100万次循环
近日,Nawa Technologies官方表示,在融入碳纳米超级电容器后锂电池充电速度有明显提升,重量也有明显下降,在应用于电动汽车上能够增加续航里程和性能输出。这家位于法国马赛的创业公司,正在研发新型电池,在问世后相信会给传统电动汽车行业带来颠覆性改变。 Nawa Technologies的核心产品是一种新型碳纳米超级电容器,相比较传统锂电池在诸多方面有着显著的优势。首先,这款超级电容器的充放电倍率是传统电池的1000倍,能够在短短数秒中完成汽车充电,甚至比传统汽车加油要快3倍。 而且由于没有发生化学反应,仅仅只是质子和离子之间的物理分离,超快充电并不会导致电池产生热量或者膨胀。这意味着碳纳米超级电容器的使用寿命
[汽车电子]
利用多节电池监视器IC尽量地延长可再充电电池组的循环寿命
如果允许任何一节或几节电池过度放电,那么可再充电电池组的性能就会过早地发生劣化。当电池组变至完全放电状态时,最弱的那一节或几节电池的 ILOAD?RINTERNAL 电压降将会超过内部 VCELL 化学电势,而且电池端子电压将变至负值 (相对于标准电压)。在这种情况下,不可逆的化学过程将开始,从而改变起初提供电池的电荷存储能力的内部材料特性,因此该节电池随后的充电周期将不会保持原始内能。此外,一旦某节电池被损坏,则它在后续使用过程中遭受极性反转的可能性较大,进而导致问题的恶化并急速缩短电池组的有效循环寿命。 当采用基于镍的电池化学组成时,一组串接电池的过度放电不一定会造成某种安全危害,但是,早在用户察觉到性能的任何显著下降之前
[电源管理]
利用多节电池监视器IC尽量地延长可再充电电池组的<font color='red'>循环</font><font color='red'>寿命</font>
快充造成锂电池容量衰减的原因
导读:美国科学家将快速 充电 的 锂离子电池 置于显微镜下,发现以较高的速率充电会加速损坏石墨阳极的结构,甚至在少量循环后造成容量损失。 从锂离子和其他 储能技术 中获取更多,是全世界科学家关注的焦点。 电池 已经为能源转型做出了宝贵的贡献,但仍有大量的挑战和改进有待完成。 虽然很多研究都集中在对显示出 储能 应用前景的全新 材料 的研究上,但对许多人来说,从已有的技术中榨取更多,并了解其限制背后的机制,也是一个有价值的前景。更快的充电给如今的电池带来了挑战,特别是与 电动汽车 应用相关的挑战,了解快速充电所需的更高电流如何在电池内造成损害和性能损失是美国阿贡国家实验室领导的科学家最近研究的重点。 该小组采用了未在电池
[汽车电子]
快充造成锂电池<font color='red'>容量</font><font color='red'>衰减</font>的原因
优科推出循环寿命超过800次的平板电脑电池
  随着苹果公司推出的iPad在市场的热销,众多厂商纷纷加入平板电脑阵营。平板电脑基本都是采用超薄的外形设计,要求待机时间长,因而大部分采用了薄型的大容量聚合物锂电池。   用户使用笔记本电脑时经常是插上适配器使用的,而用户插着适配器使用平板电脑的情况比较少,基本上平板电脑工作的时候都是用电池供电的,因此平板电脑电池的工作频率大大高于笔记本电脑。此外,和笔记本电脑的可拆卸电池不一样,平板电脑基本上是采用内置式的电池,用户很难自行更换电池。基于这些原因,平板电脑对电池的要求比笔记本电脑电池的标准要高出许多,特别是循环寿命方面的性能。   这对平板电脑的要求,优科推出了专门应用于平板电脑的聚合物锂电池,其循环寿命达到
[新能源]
布鲁克海文国家实验室发现:电极材料出现中间相 导致锂离子电池容量衰减
金属氧化物具有较高的存储容量,被视为很有前途的下一代锂离子电池转换型电极材料。转换型电极材料可发生转化反应,在与锂离子反应时,转化成全新的产物。 (图片来源:布鲁克海文实验室) 现有商用电池基于一种完全不同的机制,称为插层(intercalation)。美国能源部布鲁克海文国家实验室功能纳米材料中心(CFN)电子显微镜组的科学家Sooyeon Hwang表示:“在插层过程中,锂可逆性嵌入电极材料,以及从电极材料中脱嵌,同时不破坏晶体结构。对于高度稳定的材料来说,只有数量有限的锂离子可以参与。因此,其容量相对低于转换型材料。” 韩国京浦国立大学(Kyungpook National University)的助理教授、电
[汽车电子]
布鲁克海文国家实验室发现:电极材料出现中间相 导致<font color='red'>锂离子</font>电池<font color='red'>容量</font><font color='red'>衰减</font>
Vishay 推出循环寿命长达两百万次的面板电位计
日前,Vishay Intertechnology, Inc.(NYSE 股市代号:VSH)宣布,推出新款经济、长寿命的面板电位计 --- P11L,该电位计具有四种模块和12.5mm的紧凑外形。 标准的低成本面板电位计的循环寿命只有50000次,而Vishay的P11L的寿命则长达2百万次循环。对设计者来说,P11L的长寿命可减少对替换零件的需求,提高可靠性和降低维护成本。 Vishay的这款多功能面板电位计针对焊接机、空调单元、加工机械、医疗系统、X光设备、卡车和拖车,以及军用和航天系统中的CMOS放大器增益、CMOS IC偏置设定、电机转速控制、角度传感器应用做了优化。 P
[电源管理]
Vishay 推出<font color='red'>循环</font><font color='red'>寿命</font>长达两百万次的面板电位计
小广播
最新电源管理文章
换一换 更多 相关热搜器件
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved