锂電池工作原理圖和構造圖
锂電池是目前电池市场比较热门的电池,日常生活用的3C产品电池,如手机,笔记本电脑、无线耳机等。锂電池的工作原理方程式图解如下:






如今,锂電池非常受欢迎。您可以在笔记本电脑,PDA,手机和iPod和无人机中找到它们。它们是如此常见,因为它们是一些最有活力的可充电电池。锂電池也有时候出现在新闻中。那是因为这些电池偶尔会爆炸起火。但它并不常见 – 每百万只有两三个电池组出现问题 – 但是当它发生时,它是极度危险的。在某些情况下,故障率可能会上升,当发生这种情况时,最终会导致全球电池召回,这可能会使制造商损失数百万美元。所以问题是什么让这些电池如此充满活力并如此受欢迎?他们如何发生着火?有什么办法可以防止问题或帮助你的电池更长寿吗?在本文中,我们将回答这些问题以及更多问题。


tattu锂電池
锂電池很受欢迎,因为它们具有许多重要优势:
1.它们通常比相同尺寸的其他类型的可充电电池轻得多。锂電池的电极由轻质锂和碳制成。锂也是一种高活性元素,这意味着大量的能量可以存储在其内部中。这能转化为锂電池内非常高的能量密度。典型的锂電池可以在1千克电池中存储150瓦时的电量。
2.锂離子電池組每月僅損失約5%的電量,而鎳氫電池每月損失20%。
3.它們沒有記憶效應,這意味著在充電之前您不必完全放電,就像其他一些電池化學物質一樣。
4.锂離子電池可以處理數百次充電/放電循環。
但這並不是說锂離子電池完美無缺。它們也有一些缺點:
1.他们一离开工厂就开始退化。无论您是否使用它们,它们只能在制造日期后的两到三年内使用。2.它们对高温极其敏感。热量导致锂電池组的降解速度远远超过正常情况。3.如果你完全放电锂電池,它就会毁了。4.锂電池组必须配备一台车载电脑来管理电池。这使得它们比现在更昂贵。5.如果锂電池组发生故障,它很可能会着火。
通过观察锂電池内部的化学性质可以理解许多这些特性。我们接下来会看看这个。
锂電池组有各种形状和尺寸,但内部看起来大致相同。举例如果您要拆开笔记本电池组,您会发现以下情况,锂電池可以是圆筒型电池,看起来几乎相同AA锂電池,或者它们可以是棱柱形的,其内部包括:
1.一個或多個溫度傳感器,用于監控電池溫度;
2.一个电压转换器和稳压电路,以保持电压和电流的安全水平3.屏蔽式笔记本电脑连接器,可让电源和信息流入和流出电池组4.电压抽头,其监视各个电池的电池组的能量容量5.一个电池充电状态监控,这是一个小型计算机,处理整个充电过程,以确保电池尽可能迅速和完全充电成为可能。如果在充电或使用过程中电池组过热,计算机将关闭电源以试图降温。如果您将笔记本电脑放在极热的汽车中并尝试使用笔记本电脑,这台电脑可能会阻止您在电池冷却之前通电。如果电池完全放电,电池组将因电池损坏而关闭。它还可以跟踪充电/放电循环次数并发送信息,以便笔记本电脑的电池电量表可以告诉您电池剩余电量。它是一台相当精致的小型计算机,它从电池中获取能量。这种功率消耗是锂電池在闲置时每月损失5%功率的一个原因。与大多数电池一样,您的外壳由金属制成。这里使用金属特别重要,因为电池是加压的。这种金属外壳有一些通气孔。如果电池变得太热以至于有可能因过压而爆炸,那么这个通风口会释放额外的压力。之后电池可能会没用,所以这是要避免的。通风口严格作为安全措施。所以是正温度系数(PTC)开关,是应该从过热而保持电池的装置。
锂電池组价格昂贵,所以如果你想让你的电池寿命更长,请记住以下几点:
1.锂离子化学优选局部放电至深度放电,因此最好避免将电池一直降至零。由于锂离子化学没有“记忆”,因此不会因局部放电而损坏电池组。如果锂電池的电压下降到一定水平以下,它就会毁了。
2.锂電池老化。他们只持续两到三年,即使他们放在未使用的架子上。因此,不要因为电池组将持续五年而“避免使用”电池。此外,如果您要购买新电池组,您需要确保它真的是新的。如果它已经在商店的架子上放了一年,它将不会持续很长时间。制造日期很重要。3.避免发热,发热会降低电池性能。
现在我们知道如何让锂電池保持更长的工作时间,那让我们来看看它们为什么会爆炸。
如果电池发热到足以点燃电解液,就会着火。网上有视频剪辑和照片,会显示这些火灾的严重程度。当发生这样的火灾时,通常是由电池内部短路引起的。锂電池里面有一个隔离片,可以保持正极和负极分开。如果该片被刺破并且电极接触,则电池将非常快速地发热。如果你把一个普通的9伏电池放在口袋里,你可能已经体验过电池可以产生的那种热量。如果硬币在两个端子之间短路,则电池会变热。在隔板故障中,锂電池内部发生同样的短路。由于锂電池非常有活力,因此它们非常热。热量使电池排出用作电解质的有机溶剂,并且热量(或附近的火花)可以点亮它。一旦在其中一个锂電池内发生这种情况,火的热量就会流向其他锂電池,导致整个包装都会起火。重要的是要注意火灾是非常罕见的。


锂電池内部结构图
這個金屬外殼有一個長螺旋,包括三個壓在一起的薄片:
1.一个正极
2.一个负极
3.一个分离器
在殼體內部,這些片材浸沒在充當電解質的有機溶劑中。醚是一種常見的溶劑。隔板是非常薄的微孔塑料板。顧名思義,它將正極和負極分開,同時允許離子通過。正極由锂钴氧化物或氧化钴锂(LiCoO 2)制成。負極由碳制成。


当锂電池充电时,锂离子通过电解质从正电极移动到负电极并附着到碳上。


在锂電池放电期间,锂离子从碳移回到氧化钴锂(LiCoO 2)。
这些锂离子的运动发生在相当高的电压下,因此每个电池产生3.7伏特。这远远高于您在超市购买的普通AA碱性电池的1.5伏特,并且有助于在手机等小型设备中使锂電池更加紧凑。
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