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手電筒鋰電池的過充和過放

         通常鋰聚合物電池(Li-ion)的電芯正極采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一種層結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定的晶型,但當(dāng)從LiCoO2拿走XLi后,其結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化,但是否發(fā)生變化取決于X的大小。

         通過研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)X>0.5時Li1-XCoO2的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為極其不穩(wěn)定,會發(fā)生晶型癱塌,其外部表現(xiàn)為電芯的壓倒終結(jié)。所以電芯在使用過程中應(yīng)通過限制充電電壓來控制Li1-XCoO2中的X值,一般充電電壓不大于4.2V,那么X小于0.5,這時Li1-XCoO2的晶型仍是穩(wěn)定的。

         過度充電和過度放電,將對鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞,從分子層面看,可以直觀的理解。過度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷,過度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去,而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來。這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的控制電路的原因。

         負(fù)極C6其本身有自己的特點,當(dāng)?shù)谝淮螛O化成后,正極LiCoO2中的Li被充到負(fù)極C6中,當(dāng)放電時Li回到正極LiCoO2中,但化成之后必須有一部分Li留在負(fù)極C6中,以保證下次充放電Li的正常嵌入,否則電芯的壓倒很短,為了保證有一部分Li留在負(fù)極C6中,一般通過限制放電下限電壓來實現(xiàn)。所以鋰電芯的安全充電上限電壓≤4.2V,放電下限電壓≥2.5V。

         當(dāng)然如果是強(qiáng)制放電,放到0V都可以,問題是鋰是一種活性較強(qiáng)的元素,過充和過放都會帶來危險?,F(xiàn)在的成品手電電池正常的使用一般只能放到3V,那是因為鋰電池有保護(hù)板,保護(hù)板的設(shè)定放電壓在3V左右,再放就會保護(hù),強(qiáng)制切斷放電。之所以設(shè)定到3V是因為電池到3V就基本上把電量放盡了,繼續(xù)使用將會使電壓下降非常迅速?,F(xiàn)在廠家對工業(yè)用的鋰電一般建議是最低放電電壓不低于2.25V。低于這個值將造成鋰電池的永久損壞,使電池發(fā)生膨脹的效果。


 


標(biāo)簽:  手電筒鋰電池
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