一、單體鋰電池

 

1．組成與分類

 

單體（Cell）也稱電芯，是將化學能轉化為電能的最小單元，單體鋰電池由正極、負極、電 解液、隔膜、外殼等組成，如圖1所示。新能源產業(yè)橡膠硅膠配件有哪些廠家

 

圖1 鋰電池組成

 

鋰電池按正極所用材料分類，有鈷酸鋰（LiCoO?）、錳酸鋰（LiMn?O?）、鎳酸鋰（LiNiO?）、磷酸鐵鋰（LiFePO?）以及三元鋰（Li（NiMnCo）O?）。其中，三元鋰電池特指將鈷、錳、鎳按照科學比例混合制成的材料，這些鋰化合物材料具有穩(wěn)定的晶狀體結構，對電池性能起著決定性作用。

 

在鋰電池體系中，負極普遍采用石墨材料。當電池充電時，鋰離子會嵌入石墨層間，形成鋰-碳層間化合物（LixC6），從而實現電能的儲存。橡膠模產品

 

液態(tài)鋰離子電池的結構中，正極與負極之間設置有隔膜和電解液。隔膜的獨特性質允許鋰離子（Li+）自由穿梭，同時有效阻隔電子（e-）的直接通過，確保了電池內部的正負極之間的絕緣安全。而對于固態(tài)鋰離子電池，其隔膜與電解液的功能則由聚合物電解質膜來承擔。這種聚合物電解質膜可以是干態(tài)形式，也可以是膠態(tài)形式，目前市場上廣泛應用的是聚合物膠體電解質膜，它能夠同樣高效地傳輸鋰離子并防止電子的直接通過。東莞儲能產業(yè)橡膠硅膠配件源頭廠家

 

2．形狀與包裝

單體電池的形狀有方形、圓柱形、板狀等，如圖2所示。方形又分方形疊片式、方形卷繞式；圓柱形又分圓柱疊片式、圓柱卷繞式。包裝類型有硬包、軟包，硬包使用鋼殼、鋁殼，軟包使用鋁塑。

 

圖2 鋰電池外形

 

電動車大多采用方形硬包電池，特斯拉采用18650電芯，18表示直徑為18mm，65表示長度為65mm，0表示圓柱形電池。筆記本電腦、手機采用板狀軟包電池。

 

關于鋰單體電池，其標稱電壓通常為3.7伏特，但實際工作時的正常電壓范圍則介于3.2伏特至4.2伏特之間。而磷酸鐵鋰單體電池，則以其較低的標稱電壓3.2伏特著稱，其正常電壓波動范圍在2.7伏特至3.7伏特之間。o型橡膠密封圈規(guī)格表

 

 

比亞迪公司近期推出的磷酸鐵鋰刀片電池，如圖3所示，展現了其在電池技術上的創(chuàng)新突破。這款電池的電芯設計獨特，長度可輕松超過2米，寬度也超過10厘米，而厚度卻控制在了驚人的2厘米以內。優(yōu)點：①電池能量密度比傳統(tǒng)電池增加1/3以上；②材料成本降低1/4左右；③電池體積小，可為車輛節(jié)省空間；④電池重量輕，降低自身重量的能源消耗，續(xù)航里程增加。密封丁睛橡膠硅膠材料

 

圖3 刀片電池

 

3．工作原理

 

（1）充電。鈷酸鋰電池充電如圖4所示，正極上的鋰分成Li+離子和電子e-，電子e-在電場力的作用下通過外部電路跑到負極上。Li+離子從正極“脫嵌”進入電解質，“穿過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“嵌入，到晶體狀結構負極，與外部跑過來的電子e-結合在一起，此時負極處于富鋰狀態(tài)。新能源電池橡膠密封蓋

 

圖4 電池充電

 

（2）放電。如圖5所示，電子e-和鋰離子Li+同時行動，電子e-從負極經過外電路跑到正極，Li+離子從晶狀體結構負極“脫嵌”進入電解質，“穿過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”嵌入正極晶體空隙，與外電路過來的電子e-結合在一起，此時正極處于富鏗狀態(tài)。鏗離子Li＋就像“坐搖椅”，亦稱搖椅式電池。儲能橡膠密封件

 

圖5 電池放電

 

4. 鋰離子電池不能過充／過放

根據鋰離子Li+工作原理，最高充電電壓應為4.2V，不能過充，否則正極材料中的鋰離子Li+因拿走太多，造成晶格癱塌，使電池損壞或壽命縮短，另外電解液分解釋放出氣體，導致電池鼓脹。不能過放，放電時必須保留一部分鋰離子Li+在負極，以保證下次充電時鋰離子Li+暢通嵌入通道。鋰離子Li+充電／放電應高精度控制，否則都會影響電池壽命，這是鋰離子電池的工作機理所決定的。

 

二、動力電池

 

1．定義

 

動力電池的定義是指在汽車上配置使用的、能夠儲存并可再充電的、為驅動汽車行駛提供能量的裝置。包括鋰離子電池、鎳氫電池、超級電容等，不包括鉛酸電池，目前我國純電動汽車主要采用鋰離子電池。動力電池的作用是儲存和釋放電能，動力電池安裝在密封并且屏蔽的動力電池箱內，如圖6所示，利用高壓電纜與高壓盒相連。新能源橡膠密封圈型號

 

圖6 動力電池

 

2．動力電池術語

 

單體：也稱電芯，是構成動力電池模塊的最小單元。單體額定電壓也稱標稱電壓，不同電池類型規(guī)定不同的電壓。

模塊：一組并聯單體的組合，如有3個模塊稱3P，只有一個模塊稱1P，是單體在物理結構和電路上連接起來的最小分組，可作為一個單元更換。模塊額定電壓與單體額定電壓相等。

模組：由多個模塊或單體串聯成的組合體，模組額定電壓＝模塊額定電壓x串聯模塊個數。

電池包=由多個模組串聯而成，所有模組共有100個模塊稱100s。電池包額定電壓＝模塊額定電壓x串聯模塊個數，或者等于所有模組額定電壓相加。

額定容量：在環(huán)境溫度為25℃±3℃條件下，充滿電的電池以額定電流（或者額定功率）放電至終止電壓時所應提供的電量，單位為安時（Ah）。

額定能量：在環(huán)境溫度為25℃±3℃條件下，充滿電的電池以額定電流（或者額定功率）放電至終止電壓時所應提供的能量，單位為瓦時（Wh），1度電等于1kWh。

質量比能量（質量能量密度）：單位質量輸出的能量，單位為Wh/kg。

體積比能量（體積能量密度）：單位體積輸出的能量，單位為Wh/L。

充電終止電壓（上限保護電壓）：單體／模組／電池包充電時要求的最高充電電壓值，單位為伏特（V）。

放電終止電壓（下限保護電壓）：單體／模組／電池包放電時要求的最低放電電壓值，單位為伏特（V）。

開路電壓：外電路處于斷路狀態(tài)時的電池電壓。

循環(huán)壽命：能經受的充電放電次數（－－個循環(huán)）。

荷電狀態(tài)（SOC）：電池剩余容量與完全充電狀態(tài)的容量比值，用百分數表示，取值范圍0-100%。

電池健康度（SOH）：當前電池相對于新電池存儲電能的能力，用百分比表示。

充放電倍率（nC）：電池充放電時采用額定容量電流的多少倍來確定充放電電流。n是有單位的系數，單位是“1/h”。

 

3．動力電池報警等級

 

1級報警：這是最高的報警級別，表明動力電池的功能已經嚴重受損，無法繼續(xù)安全地進行充電或放電操作。

應對措施：

立即請求停止：BMS（電池管理系統(tǒng)）會立即向其他相關控制器發(fā)出請求，要求它們在1秒內停止對動力電池的充電或放電操作。橡膠墊圈規(guī)格型號

強制停止：如果其他控制器在1秒內未做出響應，BMS將在接下來的2秒內強行切斷充電/放電回路，確保電池不再接受或輸出電能。
斷開高壓繼電器：作為最終的安全措施，BMS會立即斷開高壓繼電器，切斷電池系統(tǒng)與外部電路的連接，防止進一步的損害或安全事故。

2級報警：雖然動力電池的功能尚未完全喪失，但已處于危險邊緣，需要立即采取措施防止情況惡化。

應對措施：

請求停止：BMS會向其他控制器發(fā)出停止充電/放電的請求。
響應時限：其他控制器需要在60秒內對BMS的請求做出響應，并執(zhí)行停止操作。
升級故障：如果60秒內未收到響應，BMS會將此故障升級為更高級別的故障（如1級報警），并采取相應的應急措施。

3級報警：動力電池的性能有所下降，但尚未達到嚴重影響使用或安全的程度。

應對措施：

降低電流：電池管理系統(tǒng)會根據電池的實際狀況，自動降低最大允許充電/放電電流，以減少對電池的進一步損害，并延長其使用壽命。
監(jiān)控與調整：BMS會持續(xù)監(jiān)控電池的狀態(tài)，并根據需要調整充電/放電策略，確保電池在安全、穩(wěn)定的范圍內運行。

 

來源：汽車電子學堂