在聚合物鋰離子電池的生產(chǎn)過程中,以下一些因素必須予以注意。生產(chǎn)出的聚合物鋰離子電池經(jīng)過包裝后,進(jìn)行化成?;傻臈l件比較關(guān)鍵,因?yàn)樗婕癝EI膜的形成,以防止負(fù)極自發(fā)與電解液發(fā)生反應(yīng);同時(shí),也可以使活性物質(zhì)與電解質(zhì)之間有良好的接觸。一般而言,每一個(gè)生產(chǎn)廠家有自己的化成條件。
聚合物鋰離子電池/原材料
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對于負(fù)極而言,除了使用溶于有機(jī)溶劑的聚合物作為黏合劑外,也可以使用溶于水溶液的聚合物作為黏合劑。圖5為一種可溶于水的黏合劑聚(丙烯酰胺-共-二烯丙基二甲基氯化銨)(AMAC)的結(jié)構(gòu)示意圖。它與聚偏氟乙烯相比,具有一定的優(yōu)越性,有利于在負(fù)極表面形成導(dǎo)電性更高的SEI膜,有機(jī)電解液的滲透性更好。2
導(dǎo)電劑的分散盡管不是重要方面,但也不可忽視。前面已經(jīng)講述了導(dǎo)電劑的分散情況對于負(fù)極材料的影響,對于正極材料而言也起同樣作用,影響正極容量的發(fā)揮和電池的倍率性能。例如對于LiMn2O4而言,采用新型的工藝比傳統(tǒng)的工藝更能保證導(dǎo)電劑分散均勻,極化低,容量高,倍率性能好。不同工藝制備的LiMn2O4正極極片的容量與放電倍率的關(guān)系。3
正極和負(fù)極的比例對于不同的原材料而言也是不一樣的。例如,對于天然石墨//LiFePO4而言,后者的容量應(yīng)該等于天然石墨的容量與SEI膜形成所需要的電荷之和。另外,電極的厚度根據(jù)不同的材料,也有不同要求。4
目前商品用的聚合物鋰離子電池基本上還是使用LiFP6的碳酸酯溶液作為增塑劑,在較高的溫度(80~100℃)下,在微量水分或醇的引發(fā)下發(fā)生分解,并產(chǎn)生一些有毒的烷基氟化磷酸酯。該熱分解在路易斯酸或鋰和金屬的復(fù)合氧化物的作用下受到抑制。5
在聚合物鋰離子電池的化成和循環(huán)過程中,也會(huì)發(fā)生氣脹等現(xiàn)象。對于以氧化鈷鋰為正極的情況,氣脹的現(xiàn)象主要發(fā)生在4V以下,這是電解液被還原所致。當(dāng)然,處于充電狀態(tài)時(shí),正極處于高價(jià)態(tài),也會(huì)產(chǎn)生氣體。氧化鈷鋰的氣脹現(xiàn)象要明顯低于LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2。后者在32V以上就開始發(fā)生氣脹。因此,對于特定的用戶而言,必須避免氣脹的產(chǎn)生。在選擇材料時(shí)這是一個(gè)主要指標(biāo)。
注意事項(xiàng)
在化成過程中,電解液的組成對于電池的氣脹具有明顯影響。例如,在PVDF圖9不同正極材料組裝成的鋰離子電池在不同充電狀態(tài)下在90℃儲(chǔ)存4h的膨脹情況基凝膠電解質(zhì)中,采用1mol/LLiClO4的EC/PC電解液,約60%的電極表面存在氣相,導(dǎo)致負(fù)極活性粒子之間的分離和結(jié)構(gòu)的破壞;而1mol/LLiBF4的EC/γ丁內(nèi)酯電解液,則只有少量氣體增加,約3%。因此,化成以后的擱置時(shí)間與電解液的組分有關(guān)。有關(guān)化成的一些具體說明?;珊?,將短路的電池挑出來,然后儲(chǔ)存一段時(shí)間,再進(jìn)行測量,如果電壓衰減快,說明電池本身也是短路的,必須作為廢品處理,嚴(yán)防流入市場,產(chǎn)生安全問題。經(jīng)過這些步驟后,買家進(jìn)行驗(yàn)貨,然后裝箱出廠。
電池保養(yǎng)常識:
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記憶效應(yīng)鎳氫充電電池上常見的現(xiàn)象。具體表現(xiàn)就是:如果長期不充滿電就開始使用電池的話,電池的電量就會(huì)明顯下降,就算以后想充滿也充不滿了。所以保養(yǎng)鎳氫電池的重要方式就是:電必須用完了才能開始充電,充滿了電了才允許投入使用?,F(xiàn)在常用的鋰電池的記憶效應(yīng)是可以小到忽略不計(jì)的。2
完全充電,完全放電
是針對鋰電池來說的。
完全放電就是指把用電智能設(shè)備,如手機(jī),調(diào)整到最低功率狀態(tài)耗去電量直到手機(jī)自動(dòng)關(guān)機(jī)的過程。
完全充電就是指把完全放電的用電智能設(shè)備,如手機(jī),接到充電器上直到手機(jī)上提示“充滿”的過程。3
過度放電
是針對鋰電池來說的。
完全放電后鋰電池內(nèi)部還會(huì)留有少量電量,但這部分電量對于鋰電池的活性和壽命至關(guān)重要。
過度放電:完全放電后,如果繼續(xù)采用其它方式,如:強(qiáng)行再次開啟手機(jī)、電池接小燈泡耗費(fèi)殘留電量的話,這叫過度放電,
會(huì)對鋰電池造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。4
保護(hù)芯片
鋰電池對充放電時(shí)對接入的電流電壓有極為嚴(yán)格的要求,為了保護(hù)電池不因?yàn)橥饨珉姯h(huán)境失常而損壞,電池本體內(nèi)部會(huì)設(shè)置管理電池狀態(tài)的芯片。這個(gè)芯片同時(shí)還有記錄電池容量,校正電池容量的功能?,F(xiàn)在,就算是山寨手機(jī)電池也是不會(huì)節(jié)省這個(gè)關(guān)鍵的保護(hù)芯片的,不然山寨手機(jī)電池根本不可能用很久。5
過沖過放保護(hù)電路
用電智能設(shè)備內(nèi)置的全面管理電池的芯片及電路。
比如手機(jī)上,就有這樣的電路,大概功能如下:6
電時(shí),提供最合適的電壓電流給電池。在合適的時(shí)機(jī)停止充電。7
充電時(shí),時(shí)刻檢查電池殘留電量,在合適的時(shí)機(jī)命令手機(jī)關(guān)機(jī),防止過度放電。8
開機(jī)時(shí),檢查電池是否已被完全放電,如果已被完全放電,則提示用戶充電,然后關(guān)機(jī)。9
避免電池或充電線電力異常,發(fā)現(xiàn)異常時(shí)斷開電路,保護(hù)手機(jī)。10
過度充電:
是針對鋰電池來說的。
正常情況下,鋰電池充到一定電壓(也就是充滿)就會(huì)被上級電路截?cái)喑潆婋娏鳎捎谀承┰O(shè)備內(nèi)置的過沖過放保護(hù)電路的電壓電流參數(shù)不同(如手機(jī)電池座充),導(dǎo)致雖已充滿,但還未停止充電的現(xiàn)象。
過度充電也會(huì)導(dǎo)致電池性能傷害。11
激活
鋰電池長期(三個(gè)月以上)不使用,會(huì)產(chǎn)生電極材料鈍化,電池性能下降,可以采用三次完全充電、完全放電來解除純化,發(fā)揮出電池的最高性能。二、常見錯(cuò)誤觀點(diǎn):
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首先使用必須進(jìn)行完全放電,然后進(jìn)行完全充電,重復(fù)三次,以便于激活電池。否則電池就永遠(yuǎn)都不好用了??!解答:如果實(shí)在閑的沒事做,這么做可以,但不是必須的,因?yàn)榧せ畈僮鞑皇潜仨毞旁诘谝淮问褂镁妥龅摹V灰S著不斷的使用,電極鈍化無需刻意激活也可以慢慢消失。
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,充電時(shí)不要使用手機(jī),對電池有害,也會(huì)產(chǎn)生超大量輻射傷害人體。
解答:充電時(shí)使用手機(jī)是否對電池有害要根據(jù)情況來說(本文后會(huì)說明),但是有一點(diǎn)可以確定的是,充電時(shí)使用手機(jī)絕對不會(huì)產(chǎn)生比平時(shí)使用手機(jī)多的輻射。
鋰電池在壽命周期內(nèi)只能充放電XXX次,所以每次用就盡量用到自動(dòng)關(guān)機(jī),每次充就盡量充到滿電。
第一個(gè)子句是對的,后面是錯(cuò)的。
這個(gè)次數(shù)中的每一次,都是指完整的一次,比如從20%充電到30%停止充電,這個(gè)只算是1/10次,從80%放電到60%,只能算是1/5次。
前三次充電必須達(dá)到12小時(shí),否則就影響電池性能。
如果是為了激活電池,只需要手機(jī)提示充滿電就已經(jīng)足夠,一般手機(jī),都會(huì)在5小時(shí)內(nèi)提示充滿,完成后如果繼續(xù)接著充電器,過沖過放保護(hù)電路會(huì)截?cái)嗍謾C(jī)的充電電流。之后電池就處于不狀態(tài),和充滿后馬上撥除充電線的效果是一樣的。
前三次充電必須達(dá)到12小時(shí)是針對鎳氫充電電池來說的,結(jié)果被很多廠家習(xí)慣性地、無知地寫在鋰電池用戶手冊上,沒文化真可怕。國際大廠,如戴爾,聯(lián)想,華碩,apple的產(chǎn)品上是絕對不會(huì)出現(xiàn)“12小時(shí)”這樣的文字的。而且對于鋰電池來說,這是共性,也是原理的一部分,不可能有的廠家生產(chǎn)的需要12小時(shí),有的廠家的不需要。
需要注意的是,如果采用座充,由于絕大部分座充達(dá)不到官方線充的最高電流,充電時(shí)間可能會(huì)超過6小時(shí),但只要充滿電,坐充也會(huì)自動(dòng)斷電,和用線充是一樣的。
充滿電了就最好馬上撥除充電線,防止過充。
過沖過放保護(hù)電路不是吃素的,OK?。?!如果發(fā)生過充,多半是因?yàn)檫^沖過放保護(hù)電路損壞,但以現(xiàn)在的電子產(chǎn)品工藝和抗壓能力來說,這概率實(shí)在低到不行,不必提心吊膽。
手機(jī)一旦開始提示用戶充電,就一定要馬上充電,或者馬上關(guān)機(jī),避免過放。
過沖過放保護(hù)電路不是吃素的,OK?。。∵@個(gè)電路會(huì)在必要的時(shí)候(也就是過放之前)強(qiáng)制關(guān)機(jī),不會(huì)損壞電池的。手機(jī)的提示是為了讓用戶提前知道,以提前做好處理或者心理準(zhǔn)備。
需要注意的是,如果手機(jī)已經(jīng)自動(dòng)關(guān)機(jī)就千萬不能為了打個(gè)電話而強(qiáng)行開機(jī)了,因?yàn)楹苡锌赡茉斐蛇^放,而且由于保護(hù)的存在,開機(jī)未完成前多半會(huì)被過沖過放保護(hù)電路強(qiáng)行斷電。三、正確地使用
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新出廠的電池:無需任何處理,如激活等,可直接投入正常使用。2
閑置不長時(shí)間的電池(三個(gè)月內(nèi)):無需任何處理(如激活等),可直接投入正常使用。3
置較長時(shí)間的電池(三個(gè)月以上):可做激活處理,使得電池活性達(dá)到最高,也可不做,使其隨著正常使用自然恢復(fù)到最高活性。4
子產(chǎn)品的評測人員,為了保證對電池續(xù)航時(shí)間的正確統(tǒng)計(jì),有必要在測試前進(jìn)行激活處理。5
鋰電池正常充電方法:
隨時(shí)充電,并可隨時(shí)停止充電,不要有所顧忌。這點(diǎn)是鋰電池的重要優(yōu)點(diǎn)----無記憶效應(yīng)決定的,請正視這個(gè)優(yōu)點(diǎn),并讓您的鋰電盡量展現(xiàn)它的這個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)。四、中的鋰電池最怕什么
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100℃以上高溫
會(huì)嚴(yán)重影響電池壽命和儲(chǔ)電能力,并可能成造成電池熔化,或爆炸。所以,請讓鋰電池遠(yuǎn)離火源及其它熱源。2
5℃到100℃高溫
是的,你沒有看錯(cuò),從35℃開始(人體溫一般為36.2℃-37.2℃)電池壽命就開始被溫度明顯影響,溫度越高,影響越大。
鋰電池的設(shè)計(jì)壽命最少也有400次完全充放電,按手機(jī)平均每三天充一次電來算,一塊電池應(yīng)該至少能用三年半。但絕大多數(shù)電池都沒有能活那么久,很大部分的原因是因?yàn)殡姵乇蝗说捏w溫影響,另一部分原因是因?yàn)楸皇謾C(jī)其它芯片發(fā)熱所影響。
為什么筆記本電腦的電池為怎么總感覺沒有手機(jī)的耐用,那是因?yàn)椋浩湟?、筆記本電腦發(fā)熱比手機(jī)多的多,電腦芯片的熱量很容易傳導(dǎo)到電池上,超過40℃輕輕松。其二、為了更快的充電,筆記本充電電流一般較高,電池容量大,充電放電電池本身也會(huì)發(fā)熱。其三、電池一般位于下面板處,更不容易散熱。
再,如果您的設(shè)備在使用中會(huì)產(chǎn)生更大的熱量,如手機(jī)長時(shí)間打電話,手機(jī)玩大型游戲,筆記本電腦玩游戲,并且這個(gè)熱量會(huì)傳導(dǎo)到電池上,加上充電時(shí)電池本身的發(fā)熱,雖然不會(huì)產(chǎn)生安全風(fēng)險(xiǎn),但也會(huì)影響到電池。
所以如果,發(fā)現(xiàn)充電使用中的設(shè)備發(fā)熱明顯(如iphone手機(jī)邊充電邊玩3D游戲),則可以考慮先等充滿電了,再連著充電線玩。3
-40℃低溫以下
會(huì)到達(dá)冰點(diǎn)徹底凍壞。4
10℃到-40℃低溫
會(huì)降低電池續(xù)航能力,但不會(huì)對電池造成永久傷害,只要溫度回到室溫,電量又會(huì)自動(dòng)恢復(fù)回來。五、閑置中的鋰電池最怕什么:
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35℃以上高溫,和中鋰電相同。2
滿電后閑置,電池老化的比平時(shí)更快。3
分放電后閑置,電池閑置過程中會(huì)自放電,充分放電后電池自放電會(huì)造成過放。4
-40℃低溫以下,會(huì)到達(dá)冰點(diǎn)徹底凍壞。5
鋰電池理想狀態(tài):
中的鋰電環(huán)境溫度在20℃(差不多是室內(nèi)溫度)左右較為合適,此時(shí)電池放電充電性能均能最大化。
如果要長時(shí)間(三個(gè)月以上)閑置電池,請一定要充到40%左右再閑置(短時(shí)間就算了,關(guān)鍵是麻煩)。因?yàn)檫@樣,所以電池出廠時(shí),電池廠基本上都是充到40%再出廠的。
閑置的電池溫度越低,老化越慢,但不要低于-40℃。