18650锂电池常识大全

18650锂电池

导读:本文主要讲解有关18650锂电池常识。

锂电池的出现使得人们对电的认识越来越深入,18650锂电池是使用时间最为悠久,并且目前依然存在的一种锂电池,在很多地方领域都能够看到18650锂电池的影子,因为这种电池相比其他的电池,优势明显,并且安全性也相对来讲比较好,甚至已经被用在了大型设备上,本文就为大家先容一下18650电池的常识。

一、18650锂电池的优点

一般认为将锂电池的空载电压放到3.0V以下就认为电用完了(具体值需要看电池保护板的门限值,比如有低到2.8V,也有3.2V的)。大部分锂电池放电不能将空载电压放到3.2V以下,过度放电会损害电池(一般市场上的锂电池基本都是带保护板才使用的,因此过度放电还会导致保护板检测不到电池,从而无法给电池充电)。

4.2V是电池充电的最高限制电压,一般认为将锂电池的空载电压充到4.2V就认为电充满了,电池充电过程中,电池的电压在3.7V逐渐上升到4.2V,锂电池充电不能将空载电压充到4.2V以上,否则会损害电池。这就是锂电池特殊的地方,一般来讲,18650锂电池具有以下的优点:

1、使用范围广

笔记本电脑、对讲机、便携式DVD,仪器仪表、音响设备、航模、玩具、摄像机、数码照相机等电子设备。

2、串联

可串联或并联组合成18650锂电池组。

3、内阻小

聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小,国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下,极大的减低了电池的自耗电。

4、没有记忆效应

随着时代和科技的进步,没有记忆效应的电池已经成了时代不可或缺的一部分。

5、电压高

18650锂电池的电压一般都在3.6V、3.8V和4.2V,远高于镍镉和镍氢电池的1.2V电压。

6、安全性能高

18650锂电池安全性能高,不爆炸,不燃烧;无毒,无污染;循环次数大于500次;耐高温性能好,65度条件下放电效率达100%。为防止电池短路现象,18650锂电池的正负极是分开的。所以它发生短路现象的可能已经降到了极致。可以加装保护板,避免电池过充过放,这样还能延长了电池的使用寿命。

7、使用寿命长

18650锂电池的使用寿命很长,正常使用时循环寿命可达500次以上,是普通电池的两倍以上。

8、容量大

18650锂电池的容量一般为1200mah~3600mah之间,而一般电池容量只有800左右,如果组合成18650锂电池组,那18650锂电池组是可以突破5000mAh。

二、18650锂电池对比聚合物电池

聚合物锂电池是指使用了聚合物作为电解质的锂离子电池。18650锂电池相比聚合物电池有以下优势:

1、价格更低

18650的国际价格大约在1USD/pcs,按照2Ah来计算的话大约合3RMB/Ah。而聚合物锂电的价格,低端的山寨厂在4RMB/Ah,中端的在5~7RMB/Ah,中高端的在7RMB/Ah以上。像ATL、力神这种的,一般都能卖到10RMB/Ah左右。

2、不可定做

SONY一直想把锂离子电池做成像碱性电池一样,有一定的工业标准,就像5号电池、7号电池,全世界基本上都一样。但由于锂离子电池的一大优点就是可以根据客户的需求进行外形设计,不可能有一个统一的标准,所以到现在锂离子电池工业界基本上只有18650这一个标准型号,其他的都是根据客户需求进行设计。

3、安全性差

锂离子电池在极端情况下(如过充、高温等),内部会发生剧烈的化学反应,产生大量的气体。18650电池使用的是金属外壳,有一定的强度,当内部气压达到一定的时候钢壳会破裂爆炸,发生安全事故。

这也是为什么测试18650电池的房间一般都必须层层保护,而且测试时绝对不能进人。聚合物电池就不存在这个问题,即使同样在极端情况下,由于包装膜强度较低,只要气压稍高就会破裂,不会产生爆炸,最最恶劣的情况就是燃烧。所以从安全性上来说聚合物电池要优于18650电池。

4、能量密度低

一般的18650电池容量能做到2200mAh左右,这样算下来能量密度大约在500Wh/L,而聚合物电池的能量密度现阶段量产能够接近600Wh/L。

三、18650锂电池的应用

1、储能类

主要应用于基站电源、清洁能源储能、电网电力储能、家庭光储系统等。

2、动力类

主要指电动交通工具,电动自行车、新能源汽车等。

3、数码类

手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、MP3/MP4、耳机、充电宝、航模、移动电源等。

四、18650锂电池分类

1、按电池实用性能分类

功率型电池和能量型电池。能量型电池以高能量密度为特点,主要用于高能量输出;功率型电池以高功率密度为特点,主要用于瞬间高功率输出、输出的电池。而功率能量型锂电池是伴随着插电式混合动力车的出现而出现的。它要求电池储存的能量较高,可以支撑一段距离的纯电行驶,也要具备较好的功率特性,在低电量的时候进入混合动力模式。

简单理解,能量型类似于马拉松选手,要有耐力,就是要求高容量,对大电流放电性能要求不高;那么功率型就是短跑选手,拼的是暴发力,但耐力也要有,不然容量太小就跑不远。

2、按电解质材料分类

锂离子电池分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)。

液态锂离子电池使用液体电解质(目前动力用电池多为此种)。聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物凝胶电解质。关于固态电池,严格意义上的是指电极和电解质均为固态。

3、按产品外观分类

分为:圆柱、软包、方形。

圆柱和方形外包装多为钢壳或者铝壳。软包外包装为铝塑膜,其实软包也是一种方形,市场上习惯将铝塑膜包装的称为软包,也有人将软包电池称为聚合物电池。

对于圆柱形锂离子电池,其型号一般为5位数字。前两位数字为电池的直径,中间两位数字为电池的高度。单位为毫米。例如18650锂电池,它的直径为18毫米,高度为65毫米。

4、按极片材料分类

正极材料:磷酸铁锂电池(LFP)、钴酸锂电池(LCO)、锰酸锂电池(LMO)、(二元电池:镍锰酸锂/镍钴酸锂)、(三元:镍钴锰酸锂电池(NCM)、镍钴铝酸锂电池(NCA))。

负极材料:钛酸锂电池(LTO)、石墨烯电池、纳米碳纤维电池。

关于市场上的石墨烯概念,主要是指石墨烯基电池,即在极片中加入石墨烯浆料,或在隔膜上加入石墨烯涂层。镍酸锂、镁基电池市场上基本不存在。

五、18650锂电池充电原理

锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。

同样道理,当对电池进行放电时(即大家使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。大家通常所说的电池容量指的就是放电容量。

不难看出,在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。

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