大哥大,在80年代末流行开来,一斤重的移动电话进入中国香港与广州市场,2万多一台的价格,充电10小时只能撑30分钟,电池记忆效应强,得配一个放电器放空了再充,比较好每月进行一次深度充放电。这种巨型的电池就是镍镉电池,可循环1100次(实际用起来差远了),而且还非常容易产出“锂枝晶”,让阳极材料变形导致短路。
移动电话的电池从镍镉到镍氢,再到锂离子电池,这条路走了30多年,每一步都非常不容易,特别是迈入锂离子电池这一步,例如单单索尼一家,在1986年-1991年间研究锂离子电池期间使用过的正极、负极、电解液组合达到1亿种以上,用清华大学汽车工程系博士 张抗抗 先生的话来说就是:锂电池的发明并不是人类科技树的必然结果,而是一项奇迹。
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锂电池的发展也经历过一段“坎坷”摸索时期,大致发展分一下三个阶段:
第1阶段,因负极材料是锂金属及其合金,且不可充电,因此该阶段锂电池,更确切的表达是锂金属一次电池;
第2阶段,负极材料仍是锂金属及其合金,但正极材料由MoS2等嵌入化合物代替过渡氧化物,实现了锂离子在电池正负极往复迁移运动,即可重复充放电,因此该阶段锂电池实质是锂金属二次电池;
第3阶段,负极材料是石墨、焦炭等导电电极,正极材料是含锂化合物,例如嵌锂过渡金属氧化物、嵌锂金属硫化物、含锂盐类化合物。该阶段锂电池,本质上是现在我们所称作的锂离子电池。
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蓄电池是一种将化学能转变成电能的装置,主要有以下功用:
1.发电机不发电或者电压较低时,向用电设备供电用;
2.起动发动机时,向起动机和点火系供电用;
3.发电机端电压高于蓄电池电压时,能将发电机的电能转变成化学能储存起来。
4.发电机超载时,协助供电;
5.大电容器作用时,能够吸收发电机和电路中形成的过电压。
蓄电池的结构:汽车用蓄电池必须满足发动机起动的需要,即在短时间内向起动机提供大电流(汽油机为200~600A,柴油机可达1000A)。汽车上采用蓄电池通常称为起动型蓄电池。以铅酸蓄电池为列子,是在盛有稀硫酸的容器内插入两组极板而构成的电能存储器,它由正极板、负极板、隔板、电池盖、电解液、加液孔盖和电池外壳组成。
锂离子启动电池参数之充放电倍率(C):
表示充放电电流大小,数值上等于额定容量的倍数。充放电倍率=充放电电流÷额定容量,用“C”表示。
其他参数:
1、循环寿命:经历一次充放电称为一个周期或一次循环,电池在反复充放电后,容量会逐渐下降,在一定的放电条件下,电池容量降至80%时,电池所经受的循环次数就是循环寿命。
2、自放电:电池在储存过程中,容量会逐渐下降,其减少的容量与电池容量的比例,称为自放电率。用“%/月”表示。自放电率越低,贮存性能越好。
3、内阻:指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。
内阻大,内耗大,加速衰减,限制大倍率充放电;内阻小,寿命和倍率都会更好。
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锂电有这么多优点为什么车上启动电源还都是铅酸电池居多?
首先价格因素,铅酸电池有比较悠久的发展历史,市场保有量大,有规模化生产带来的价格优势。锂电近10年才得到快速发展,任何新生事物,开始因量少、产量低,因而制造成本高。近几年,国家大力发展新能源车,使得锂电市场突飞猛进,规模化的制造也降低了锂电制造成本。锂电价格的走低趋势要远高于铅酸电池,造就锂电性价比已经高于铅酸电池。
第二质量因素,早期材料缺陷、工艺不完善产生大量劣质电池,电芯质量缺陷导致安全事故频繁,削弱了使用者信心。经过多年发展,材料和工艺设备改进,电芯质量有了极大的提高,涌现出大批电池质量优企业。采用名优锂电企业生产的电芯,质量有保障。
第三技术因素,没有保护板(BMS)的锂电使用起来很危险,以前是没有BMS的,能承受1500A启动电流,是个比较高技术门槛,有一个艰难的积累过程。要满足一大堆国际、国内汽车电器规范,有近千项试验要做;需要几十万公里的路程的验证;至少需要二个春夏秋冬的历练,高热高湿高寒的验证。经过这一系列的测试验证后产品方能正式投入市场。
迄今苏州妙益锂电池取代铅酸价格、质量、技术三个壁垒都已扫除,2020将成为锂电取代铅酸的元年。
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