各种电池的性能参数比较
应用领域:
1. 电动交通工具:EV电动大巴,HEV大巴,EV轿车。采用CAN
2.0,RS485,RS232,我公司研制的BMS电池管理系统,可以实现与充电机,电机控制器,LCD触摸屏信
息,从而是显示电池组的电压,容量,电流以及充放电温度。
2.电动高尔夫球车,电动摩托车,电动踏板车,电动自行车
我司研制的保护板(PCM),能够根据电机个控制器的参数,对电池组进行充放电管理,有效防止过充,过放,短路及过温发生,从而保证电池的使用寿命。
3储能电池:我司的磷酸铁锂电池,长达3000次以上的循环,7—10年的使用寿命,是储备能有的理想之选。
4移动电源:UPS电源,DC/AC逆变器,POS 机。
5.其他应用领域:家用电器等。
磷酸铁锂动力电池特性及应用 自锂离子电池问世以来,围绕它的研究、开发工作一直不断地进行着,上世纪90年代末又开发出锂聚合物电池,2002年后则推出磷酸铁锂动力电池。 锂离子电池内部主要由正极、负极、电解质及隔膜组成。正、负极及电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能,并且有不同的名称。目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂(LiCoO2),另外还有少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料的锂离子电池,一般将后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂(LiFePO4)材料作电池正极的锂离子电池,它是锂离子电池家族的新成员。 一般锂离子电池的电解质是液体的,后来开发出固态及凝胶型聚合物电解质,则称这种锂离子电池为锂聚合物电池,其性能优于液体电解质的锂离子电池。 磷酸铁锂电池的全名应是磷酸铁锂锂离子电池,这名字太长,简称为磷酸铁锂电池。由于它的性能特别适于作动力方面的应用,则在名称中加入“动力”两字,即磷酸铁锂动力电池。也有人把它称为“锂铁(LiFe)动力电池”。 采用LiFePO4材料作正极的意义 目前用作锂离子电池的正极材料主要有:LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2及LiFePO4。这些组成电池正极材料的金属元素中,钴(Co)最贵,并且存储量不多,镍(Ni)、锰(Mn)较便宜,而铁(Fe)最便宜。正极材料的价格也与这些金属的价格行情一致。因此,采用 LiFePO4正极材料做成的锂离子电池应是最便宜的。它的另一个特点是对环境无污染。 作为可充电电池的要求是:容量高、输出电压高、良好的充放电循环性能、输出电压稳定、能大电流充放电、电化学稳定性能、使用中安全(不会因过充电、过放电及短路等操作不当而引起燃烧或爆炸)、工作温度范围宽、无毒或少毒、对环境无污染。采用LiFePO4作正极的磷酸铁锂电池在这些性能要求上都不错,特别在大放电率放电(5~10C放电)、放电电压平稳上、安全上(不燃烧、不爆炸)、寿命上(循环次数)、对环境无污染上,它是最好的,是目前最好的大电流输出动力电池。 LiFePO4电池的结构与工作原理 LiFePO4电池的内部结构如图1所示。左边是橄榄石结构的LiFePO4作为电池的正极,由铝箔与电池正极连接,中间是聚合物的隔膜,它把正极与负极隔开,但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过,右边是由碳(石墨)组成的电
各种电池优缺点 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
一、铅酸电池 主要优点: 1、原料易得,价格相对低廉; 2、高倍率放电性能良好; 3、温度性能良好,可在-40~+60℃的环境下工作; 4、适合于浮充电使用,使用寿命长,无记忆效应; 5、废旧电池容易回收,有利于保护环境。 主要缺点: 1、比能量低,一般30~40Wh/kg; 2、使用寿命不及Cd/Ni电池; 3、制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备。 二、镍氢电池 主要优点: 1、与铅酸电池比,能量密度有大幅度提高,重量能量密度65Wh/kg,体积能量密度都有所提高200Wh/L; 2、功率密度高,可大电流充放电; 3、低温放电特性好; 4、循环寿命(提高到1000次); 5、环保无污染; 6、技术比较锂离子电池成熟。 主要缺点:
1、正常工作温度范围-15~40℃,高温性能较差; 2、工作电压低,工作电压范围~; 3、价格比铅酸电池、镍氢电池贵,但是性能比锂离子电池差。 三、锂离子电池 主要优点: 1、比能量高; 2、电压平台高; 3、循环性能好; 4、无记忆效应; 5、环保,无污染;目前是最好潜力的电动汽车之一。 四、超级电容 主要优点: 1、功率密度高; 2、充电时间短。 主要缺点: 能量密度低,仅1-10Wh/kg,超级电容续航里程太短,不能作为电动汽车主流电源。 电池储能的优缺点(九种储能电池解析) 五、燃料电池 主要优点: 1、比能量高,汽车行驶里程长;
2、功率密度高,可大电流充放电; 3、环保,无污染。 主要缺点: 1、系统复杂,技术成熟度差; 2、氢气供应系统建设滞后; 3、对空气中二氧化硫等有很高要求。由于国内空气污染严重,在国内的燃料电池车寿命较短。 六、钠硫电池 优势: 1、高比能量(理论760wh/kg;实际390wh/kg); 2、高功率(放电电流密度可达200~300mA/cm2); 3、充电速度快(充满30min); 4、长寿命(15年;或2500~4500次); 5、无污染,可回收(Na,S回收率近100%); 6、无自放电现象,能量转化率高; 不足: 1、工作温度高,其工作温度在300~350度,电池工作时需要一定的加热保温,启动慢; 2、价格昂贵,万元/每度; 3、安全性差。 七、液流电池(钒电池)
铁锂电池与铅酸对比
磷酸铁锂电池和密封阀控式铅酸蓄电池的比较 一、产品性能比较和系统组成比较 磷酸铁锂电池和铅酸电池性能比较详见表4。 表4 磷酸铁锂电池和铅酸电池性能比较 电池性能 说明 磷酸铁锂电池 铅酸电池 单体电压 (V ) 3.2 2 重量比能量 (wh/kg ) 110~130 30~50 体积比能量 (wh/L ) 180~220 80~120 循环寿命 1C100%充放 ≥1000次 250~350次 高温性能 循环寿命变化 45℃为25℃时减半 35℃为25℃时减半 低温性能 -20℃容量保持率 50% 55% 自放电 常温搁置28天 4% 5% 充放电效率 >99% 80% 耐过充性能 一般 好 安全性 优 优 环保 无污染 污染 磷酸铁锂蓄电池与铅酸蓄电池在-48V 直流电源系统的组成比较如表5所示。 表1 磷酸铁锂电池组和铅酸电池组参数比较 组单体组单体组单体组单体浮充均充铅酸电池40~572448243.2 1.854.0 2.2556.4 2.35 1.13 1.18铁锂电池40~571651.2 3.243.2 2.755.2 3.4557.6 3.6 1.08 1.13铁锂电池 40~57 1548 3.243.2 2.88 54.0 3.6 56.4 3.76 1.13 1.18 电池设备工作范围只数 标称电压(V)电压比值放电终止电压(V)浮充电压(V) 均充电压(V) 资料显示: ? 充满电后4.0V 的磷酸铁锂蓄电池静置15分钟后回落到3.4V ,电池开 口电压3.4V 。 ? 单体工作电压为2.0V~4.2V 。 ? 在3.65V 以下可以充电性能稳定。 ? 单体电池放电时,3.0V 以下电压下降很快。 综合以上信息,建议48V 直流系统的蓄电池组只数选择16只的配置方案。 二、基站应用方案比较及投资比较 磷酸铁锂电池应用在基站中,主要考虑到不同放电率对该种电池放电容量的影响较小,以及耐受较宽的环境温度。以下将针对基站的功耗、后备时间进行电池容量选择的分析。
汽车动力电池的基本构成各种电池的性能对比 电动汽车,是解决能源、环境、城市交通等问题的一个主流趋势,也是未来汽车产业发展的一个主要方向。 现状当下,家用的混合动力汽车,纯电动汽车已在大地区投入使用;电动公共汽车、巡逻车、接待车、搬运车、摆渡车等,已经在各行业得到广泛普及。燃料电池汽车、生物能源汽车等洁净能源汽车已正在如火如荼的研发设计中,未来必将成为主流。 政策我国新能源汽车的发展前景无限开阔。近10年来,国务院不断加大对其资金的投入,包括对技术进步、技术改造专项基金、支持重点汽车生产企业等。各城市也在不断在政策、发展规划、基础设施建设,消费补贴,等环节积极参与新能源汽车的普及推广中。格局传统汽车产业链涉及一百多个产业,新能源汽车是在传统汽车产业链的基础上进行延伸。当前,多数国家将重点放在发展纯电动车上。上游主要增加了锂离子电池、电机及控制系统、汽车整车控制系统,下游则增加了充电设施、电池回收等产业。核心在纯电动汽车(EV)的成本构成中,电力驱动系统(包括动力电池系统和电机驱动系统),占比达到整车的50%以上。其中,锂电池是关键之一,故有“得锂者得天下”的呼声。而胶粘剂是实现电力驱动系统稳定、高效、持久、安全工作的一个核心因素之一。汽车动力电池的基本构成 汽车动力电池简介 目前主流的汽车动力电池是:三元锂和磷酸铁锂电池。三元锂电池具有能量密度高、低温性能好、可靠性高、寿命长、电池续航也更长等特点,但造价偏高;而磷酸铁锂电池成本低、便于汽车量产且电池易于回收,安全性较三元锂高,但续航上逊于三元锂电池。 各种电池的性能对比 1软包电池 (1)安全性能好:软包电池在结构上采用铝塑膜包装,在发生安全隐患的情况下软包电
动力电池基础知识普及 动力电池是纯电动汽车的唯一能量来源,同时也是整车成本较高的一个关键动力总成部件。自电动汽车诞生以来,铅酸电池、镍氢电池以及锂电池等具有较为广泛的应用。 1)最早应用于电动汽车上的是铅酸电池,并且在较长的一段时间内都是电动汽车的主要能源方案,其主要特点是原材料易得、安全耐用、价格低廉,并且技术较为成熟。尤其是20 世纪70 年代以后,密封免维护铅酸电池的出新极大提升了性能水平和使用方便程度,在市场中占据了较大的份额。但是比能量和比功率低是铅酸电池的最大缺点,能量密度大概在35Wh/kg 左右,一般400 次左右的循环寿命也在一定程度上制约了铅酸电池的应用。目前虽然在电动汽车市场上仍有应用,但一般都是局限在对整车性能水平要求不高且注重成本的车型上,如电动自行车以及一些场地用车等。 2)镍氢电池的比能量和比功率均在一定程度上优于铅酸电池,但其价格是同容量铅酸电池的5~8 倍,特性与镍镉电池相似,但不存在镍镉电池的重金属污染问题。快速充电和深度放电的性能较好,效率较高,且无需维护,目前主要是在混合动力汽车中应用较多。不过镍氢电池自放电率较高,且对环境温度较为敏感,尤其是单体电压较低约为 1.2V 左右,对于纯电动汽车来说,往往需串联大量的电池才能满足其高压系统需求,所以在纯电动汽车上的应用相对较少。 3)锂离子电池与其他电池相比,在单体电压、容量、比功率方面具有较大的优势,且可进行大电流充放电、循环充放电性能好、较为安全,目前在纯电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池车上均有应用。随着锂电池材料技术以及加工工艺的进一步发展,已逐渐成为国内外电动汽车用动力电池的首选方案。 三类主要电池的性能对比
燃料电池与锂电池的性能优劣对比 传统铅酸电池。铅酸电池比能量低,在新能源车重所需要占用的整体质量以及体积比较大,一次充电可行驶的历程比较短;使用寿命短,且后期使用成本高。此外,铅酸电池充电时间长,铅是重金属,存在污染,与新能源动力车的概念背道而驰。 锂电池在手机、计算机等设备中大量使用。燃料电池则是为了电动/混动车而诞生。利用氢氧化学反应产生电能,其燃烧产物为水和极少量二氧化碳,几乎对环境没有影响。那么对于电动车来说,究竟该选择锂电池还是燃料电池呢?谁也没有定论,不过我们可以通过以下几组对比来对这两类电池有所了解。 成本 成本高、制氢过程复杂成为燃料电池发展的主要障碍。氢气通过电解或蒸汽重组的方法得到。不过这两种方法成本颇高,制造同样质量的天然气所需的成本为制氢的1/2甚至1/3。 锂离子电池生产成本相对较低,此外其重复充电利用非常方便,相比其他可携带能源,其具有更高的成本效益。 环境影响 燃料电池和锂离子电池对环境的影响都很小。前者燃烧产物为水,不会产生汽油/柴油燃烧后生成的温室气体。 锂离子电池的放电产物可能由氧化锂、氢氧化锂等,对环境也不会造成影响。此外,锂离子电池可重复利用。 基于以上几点,这两类电池成为了目前最受欢迎的电动车动力源。 材料 燃料电池中利用聚合物膜作为电极,支持氢氧反应后产生电能。聚合物膜必须经过特殊加工,以承受高温和机械应力。 锂离子电池中的锂离子能够吸附电荷,因此电池才拥有储电能力。锂离子的质量很轻,因此是汽车理想的动力源。 潜力 无论燃料电池还是锂离子电池,相关的技术均还有大量进步的空间。如果燃料电池的成本能够降低,则能够真正作为汽油/柴油燃料的替代能源。 对于锂电池来说,如果其能量密度能够进一步提高,循环寿命能够更长,则也是一种非常优秀的驱动能源。 挑战
新能源汽车发展得如火如荼的今天,相信大家都对纯电动汽车的商家如数家珍,比如国外品牌比较出名的有特斯拉电动汽车、宝马i3等、国内新能源汽车有号称电动汽车领头羊的比亚迪纯电动汽车、还有吉利纯电动汽车及奇瑞电动汽车等。但是,电动汽车最为关键的核心部件——动力电池,大家又了解多少呢? 关于动力电池,由于内容比较多,我们这里先介绍动力电池的类型、关键性能指标以及三种典型动力电池。 1、动力电池的类型 从系统的角度来说,电池分为化学电池、物理电池和生物电池三大类。 对于我们比较熟悉的化学电池,则是按正负极材料分为锌锰电池系列、镍镉镍氢系列、铅酸系列、锂电池系列等,也就是铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等目前车辆比较常用的动力电池。 另外,物理电池是利用光、热、物理吸附等物理能量发电的电池,如太阳能电池、超级电容器、飞轮电池等。生物电池是利用生物化学反应发电的电池,如微生物电池、酶电池、生物太阳电池等。 2、动力电池的关键性能指标 电池的性能指标主要有电压、容量、内阻、能量、功率、输出效率、自放电率、使用寿命等,根据电池种类不同,其性能指标也有差异。 这么多个性能指标,我们这里暂且介绍一下电压、容量、能量以及功率。 电压
首先,我们介绍一下电池的电压,因为可以电池的电压的大小,判断我们的电池的电量状态。所以电池电压是非常关键的一个性能指标,那么电压分为端电压、开路电压、额定电压、充电终止电压和放电终止电压。这么多电压我们看一下是什么意思。 那么工作电压与开路电压的关系又是什么呢?在电池放电工作状态下,当电流流过电池内部时,需要克服电池的内阻所造成阻力,故工作电压总是低于开路电压,充电时则与之相反。锂离子电池的放电工作电压在3.6V左右。 容量 电池在一定的放电条件下所能放出的电量称为电池的容量。常用单位为安培小时,它等于放电电流与放电时间的乘积。可以分为理论容量、实际容量、标称容量和额定容量等。 例如,锂离子电池规定在常温、恒流(1C)、恒压(4.2V)控制的充电条件下,充电3h、再以0.2C放电至2.75V时,所放出的电量为其额定容量。 能量
动力电池PACK总成的系统组成: 1)动力电池模块; 2)结构系统; 3)电气系统; 4)热管理系统; 5)BMS; 动力电池PACK四大工艺: 1)装配工艺:通过螺栓、螺帽、扎带、卡箍、线束抛钉等连接件将五大系统连接到一起,构成一个总成。 2)气密性检测工艺: 1)热管理系统级的气密性检测; 2)PACK级的气密性检测;国际电工委员会(IEC)起草的防护等级系统中规定,动力电池PACK必须要达到IP67等级。 3)软件刷写工艺:软件刷写工艺就是将BMS控制策略以代码的形式刷入到BMS中的CMU 和BMU中,以在电池测试和使用过程中将采集的电池状态信息数据,由电子控制单元进行数据处理和分析,然后根据分析结果对系统内的相关功能模块发出控制指令,最终向外界传递信息。 4)电性能检测工艺:电性能检测分三个环节: 1)静态测试:绝缘检测、充电状态检测、快慢充测试等; 2)动态测试;通过恒定的大电流实现动力电池容量、能量、电池组一致性等参数的评价。3)SOC调整:将电池PACK的SOC调整到出厂的SOC。 SOC: State Of Charge,通俗的将就是电池的剩余电量。 PACK装配工艺中最最最重要的技术: 1、连接方式其实有三种 1)用螺栓、螺帽将线束与继电器等核心零件连接; 2)用抛钉将线束和金属支架连接; 3)用卡扣将低压线束与模组连接 其中靠螺栓、螺帽拧紧连接是动力电池PACK装配过程中用到的最多的连接方式。而拧紧技术也是装配中最最最重要的技术。 拧紧技术是很大的一个课题,本文先讲下拧紧技术的基础知识。 拧紧原理:螺栓插入被连接件,利用螺母或内螺纹拧紧使螺栓拉伸变形,这种弹性变形产生了轴向的拉力,将被夹零件挤压在了一起,称为预紧力,又称夹紧力。 高压线是动力电池PACK的“大动脉血管”,用来传输电流。高压线与模组连接的螺栓若因为拧紧过程异常导致松动或者螺栓断裂,会导致电流无法输出,动力中断,汽车急停。 夹紧力是我们制造过程中想要得到的参数,但是在制造现场直接去测量力是很难操作的。而扭矩(Torque)是很容易测量出的。真正转化为加紧力的扭矩其实只有10%,90%的扭矩用于克服摩擦力。即传说中的:50-40-10原则。
硅太阳能电池的性能参数主要有:短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电压、峰值功率、填充因子和转换效率等。 ①短路电流(isc):当将太阳能电池的正负极短路、使u=0时,此时的电流就是电池片的短路电流,短路电流的单位是安培(a),短路电流随着光强的变化而变化。 ②开路电压(uoc):当将太阳能电池的正负极不接负载、使i=0时,此时太阳能电池正负极间的电压就是开路电压,开路电压的单位是伏特(v)。单片太阳能电池的开路电压不随电池片面积的增减而变化,一般为0.5~ 0.7v。 ③峰值电流(im):峰值电流也叫最大工作电流或最佳工作电流。峰值电流是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电流,峰值电流的单位是安培(a)。 ④峰值电压(um):峰值电压也叫最大工作电压或最佳工作电压。峰值电压是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电压,峰值电压的单位是v。峰值电压不随电池片面积的增减而变化,一般为0.45~0.5v,典型值为 0.48v。 ⑤峰值功率(pm):峰值功率也叫最大输出功率或最佳输出功率。峰值功率是指太阳能电池片正常工作或测试条件下的最大输出功率,也就是峰值电流与峰值电压的乘积:pm===im×um。峰值功率的单位是w(瓦)。太阳能电池的峰值功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和电池片的工作温度,因此太阳能电池的测量要在标准条件下进行,测量标准为欧洲委员会的101号标准,其条件是:辐照度lkw/㎡、光谱aml.5、测试温度25℃。
⑥填充因子(ff):填充因子也叫曲线因子,是指太阳能电池的最大输出功率与开路电压和短路电流乘积的比值。计算公式为ff=pm/(isc×uoc)。填充因子是评价太阳能电池输出特性好坏的一个重要参数,它的值越高,表明太阳能电池输出特性越趋于矩形,电池的光电转换效率越高。串、并联电阻对填充因子有较大影响,太阳能电池的串联电阻越小,并联电阻越大,填充因子的系数越大。填充因子的系数一般在0.5~0.8之间,也可以用百分数表示。 ⑦转换效率(η):转换效率是指太阳能电池受光照时的最大输出功率与照射到电池上的太阳能量功率的比值。即: η=pm(电池片的峰值效率)/a(电池片的面积)×pin(单位面积的入射光功率),其中pin=lkw/㎡=100mw/cm2。 组件的板形设计一般从两个方向入手。一是根据现有电池片的功率和尺寸确定组件的功率和尺寸大小;二是根据组件尺寸和功率要求选择电池片的尺寸和功率。 电池组件不论功率大小,一般都是由36片、72片、54片和60片等几种串联形式组成。常见的排布方法有4片×9片、6片×6片、6片×12片、6片×9片和6片×10片等。下面就以36片串联形式的电池组件为例介绍电池组件的板型设计方法。
钴酸锂 1.钴酸锂的概述 1992年SONY公司商品化锂电池问世,由于其具有工作电压高、能流密度高、循环压寿命长、自放电低、无污染、安全性能好等独特的优势,现已广泛用作移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源。并已在航天、航海、人造卫星、小型医疗仪及军用通讯设备中逐步发展成为主流应用的能源电池。Sony公司推出的第一块锂电池中,正极材料是钴酸锂,负极材料为碳。其中,决定电池的可充电最大容量及开路电压的主要是正极材料。因此我国现有的生产正极材料公司,产品几乎全部是钴酸锂。与钴酸锂同属4伏正极材料的候选体系有镍酸锂和锰酸锂两大系列,这两个系列材料在性能上各有长短,锰酸锂在原料价格上优势明显。但在容量和循环寿命上存在不足。钴酸锂的实际使用比容量为130mAh/g,循环次数可达到300至500次以上:而锰酸锂的实际比容量在100mAh /g左右,循环次数为100至200次。另外,磷酸铁锂电池有安全性高。稳定性好、环保和价格便宜优势,但是导电性较差,而且振实密度较低。因此其在小型电池应用上没有优势。国内钴酸锂市场需求变化呈现典型的中国市场特征,历史较短,但发展较快,多数企业在很短时间进入,但生产企业规模不大,产品主要集中在中低档。 2002年,国内钴酸锂材料市场需求量为2400吨,大多数产品依靠进口,但随着国内主要生产企业的投产,产能和需求量得到了极大的提升,2006年需求量达到6500吨,2008年需求量接近9000吨。 2001年全球主要生产高性能钴酸锂、氧化钴材料的生产企业是比利时Umicore 公司,美国OMG和FMC公司,日本的SEIMEI和日本化学公司等国外企业。另外台湾地区的台湾锂科科技公司也是重要的生产企业。而国内的生产企业为北京当升科技、湖南瑞翔、中信国安盟固利、北大先行和西安荣华等。这些生产企业有些是从科研机构孵化而来,有些是具有上有资源优势的企业。 2.钴酸锂的材料构成 LiCoO2在目前商业化的锂离子电池中基本上选用层状结构的锂离子二次电池正极材料(钴酸锂)的液相合成工艺,它采用聚乙烯醇(PVA)或聚乙二醇(PEG)水溶液为溶剂,锂盐、钴盐分别溶解在PVA或PEG水溶液中,混合后的溶液经过加热,浓缩形成凝胶,生成的凝胶体再进行加热分解,然后在高温下煅烧,将烧成的粉体碾磨、过筛即得到钴酸锂粉。与现有技术相比,本发明具有合成温度低,得到的产品纯度高、化学组成均匀等优点。 3.钴酸锂的制备 1活性钴酸锂的制备方法,其特征是包括以下步骤:以原生钴矿石为原料,制取高纯钴盐溶
锂离子电池的安全特性 2010-8-24 15:40:21 对于锂离子电池安全性能的考核指标,国际上规定了非常严格的标准,一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件: (1)短路:不起火,不爆炸 (2)过充电:不起火,不爆炸 (3)热箱试验:不起火,不爆炸(150℃恒温10min) (4)针剌:不爆炸(用Ф3mm钉穿透电池) (5)平板冲击:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高处砸向电池) (6)焚烧:不爆炸(煤气火焰烧烤电池) 几类数码相机电池介绍 1、碱性电池(Zinc-MnO2) 这类电池全称为碱性锌锰电池。它是以锌粉为负极,电解二氧化锰为正极,以氢氧化钾为电解液制成的电池。它的优点有电量大、电流强、寿命长、输出稳定、低温特性良好,保存时间长等,广泛应用于卷片器、闪光灯等相机附件中。但是,一般情况下大多数碱性电池都不能充电,一次使用完就没用了,比较昂贵的使用代价不用说,对环境也会造成一定的污染.其实,碱性电池幷不适合作为数码相机的驱动电源,这是因为:数码相机的LCD预览、影像数据处理、镜头变焦、连拍等都需要消耗大量的电力, 这常常导致一些使用者在使用新买的碱性电池时,拍不了几张照片就出现
电量报警了。 2、镍镉电池(Ni-Cd) 镍镉电池是以镍的氧化物作为正极,氧化镉作为负极,碱液(主要为氢氧化钾)作为电解质制成的电池,这种电池最早应用于手机、笔记本计算机等设备的电池种类,也常用于闪光灯及照相机的马达卷片器中。虽然价格相对较高,但由于它用完后可以充电再次使用,因此对于长期使用来说还是很经济的。这种电池具有良好的大电流放电特征、低温特性好等优点。镍镉电池最致命的缺点是:在充放电过程中如果处理失当会出现严重的“记忆效应”,使得电池寿命大大缩短。所谓“记忆效应”是指在电池充电前,电池里的电量没有完全放尽,久而久之引起的电池容量的降低。当然,我们可以掌握合理的充放电方法来减轻“记忆效应”,但是,一般来说充电次 数为300次—700次的镍镉电池,在充放电达500次后电池容量就会下 降约20%,另外,该电池内阻很小,有些照相机和闪光灯注明不能使用 该电池,因此必须注意,以免烧毁电子线路的元器件。除此之外,镍镉电池中的镉是有毒的重金属,不利于生态环境的保护。众多的缺点使镍镉电池已基本上被淘汰出了数码相机电池的行列。 3、镍氢电池(Ni-Mh) 镍氢电池是以镍氧化物作为正极,储氢金属作为负极,碱液(主要为氢氧化钾)作为电解液制成的电池。这种电池是早期镍镉电池的替代产品,相对于镍镉电池来说,镍氢电池具有更加引人注目的优势。它大大减少了镍镉电池中存在的“记忆效应”,这使镍氢电池的使用更加方便,循环使用寿
太阳能电池性能参数 1、开路电压 开路电压UOC:即将太阳能电池置于AM1.5光谱条件、100 mW/cm2的光源强度照射下,在两端开路时,太阳能电池的输出电压值。 2、短路电流 短路电流ISC:就是将太阳能电池置于AM1.5光谱条件、100 mW/cm2的光源强度照射下,在输出端短路时,流过太阳能电池两端的电流值。 3、最大输出功率 太阳能电池的工作电压和电流是随负载电阻而变化的,将不同阻值所对应的工作电压和电流值做成曲线就得到太阳能电池的伏安特性曲线。如果选择的负载电阻值能使输出电压和电流的乘积最大,即可获得最大输出功率,用符号Pm表示。此时的工作电压和工作电流称为最佳工作电压和最佳工作电流,分别用符号Um和Im表示。 4、填充因子 太阳能电池的另一个重要参数是填充因子FF(fill factor),它是最大输出功率与开路电压和短路电流乘积之比。 FF:是衡量太阳能电池输出特性的重要指标,是代表太阳能电池在带最佳负载时,能输出的最大功率的特性,其值越大表示太阳能电池的输出功率越大。FF 的值始终小于1。串、并联电阻对填充因子有较大影响。串联电阻越大,短路电流下降越多,填充因子也随之减少的越多;并联电阻越小,其分电流就越大,导致开路电压就下降的越多,填充因子随之也下降的越多。 5、转换效率 太阳能电池的转换效率指在外部回路上连接最佳负载电阻时的最大能量转换效率,等于太阳能电池的输出功率与入射到太阳能电池表面的能量之比。太阳能电池的光电转换效率是衡量电池质量和技术水平的重要参数,它与电池的结构、结特性、材料性质、工作温度、放射性粒子辐射损伤和环境变化等有关。
图2.4.1 太阳能电池输出特性曲线
一、铅酸电池 主要优点: 1、原料易得,价格相对低廉; 2、高倍率放电性能良好; 3、温度性能良好,可在-40~+60℃的环境下工作; 4、适合于浮充电使用,使用寿命长,无记忆效应; 5、废旧电池容易回收,有利于保护环境。 主要缺点: 1、比能量低,一般30~40Wh/kg; 2、使用寿命不及Cd/Ni电池; 3、制造过程容易污染环境,必须配备三废处理设备。 二、镍氢电池 主要优点: 1、与铅酸电池比,能量密度有大幅度提高,重量能量密度65Wh/kg,体积能量密度都有所提高200Wh/L; 2、功率密度高,可大电流充放电; 3、低温放电特性好; 4、循环寿命(提高到1000次); 5、环保无污染; 6、技术比较锂离子电池成熟。 主要缺点:
1、正常工作温度范围-15~40℃,高温性能较差; 2、工作电压低,工作电压范围1.0~1.4V; 3、价格比铅酸电池、镍氢电池贵,但是性能比锂离子电池差。 三、锂离子电池 主要优点: 1、比能量高; 2、电压平台高; 3、循环性能好; 4、无记忆效应; 5、环保,无污染;目前是最好潜力的电动汽车动力电池之一。 四、超级电容 主要优点: 1、功率密度高; 2、充电时间短。 主要缺点: 能量密度低,仅1-10Wh/kg,超级电容续航里程太短,不能作为电动汽车主流电源。 电池储能的优缺点(九种储能电池解析) 五、燃料电池 主要优点: 1、比能量高,汽车行驶里程长;
2、功率密度高,可大电流充放电; 3、环保,无污染。 主要缺点: 1、系统复杂,技术成熟度差; 2、氢气供应系统建设滞后; 3、对空气中二氧化硫等有很高要求。由于国内空气污染严重,在国内的燃料电池车寿命较短。 六、钠硫电池 优势: 1、高比能量(理论760wh/kg;实际390wh/kg); 2、高功率(放电电流密度可达200~300mA/cm2); 3、充电速度快(充满30min); 4、长寿命(15年;或2500~4500次); 5、无污染,可回收(Na,S回收率近100%); 6、无自放电现象,能量转化率高; 不足: 1、工作温度高,其工作温度在300~350度,电池工作时需要一定的加热保温,启动慢; 2、价格昂贵,万元/每度; 3、安全性差。 七、液流电池(钒电池)
锂电池基础的方方面面介绍 目录 1. 锂电池的构成 2. 锂电池的优缺点 3. 锂电池的分类 4. 常用术语解释 5. 锂电池命名规则 6. 锂电池工艺 7. 锂电池成组和串并联 8. 各种动力电池对比 9. 锂电池模型 10. 锂电池电气特性与关键参数 11. 锂电池保护和管理系统 12. 锂电池应用领域 13. 锂电池相关标准
(一)锂电池的构成 锂电池主要由两大块构成,电芯和保护板PCM(动力电池一般称为电池管理系统BMS),电芯相当于锂电池的心脏,管理系统相当于锂电池的大脑。 电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成,而保护板主要由保护芯片(或管理芯片)、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。 锂电池的产业链结构如下图: 电芯的构成如下面两图所示:
锂电池的PACK的构成如下图所示:
●(二)锂电池优缺点 锂电池的优点很多,电压平台高,能量密度大(重量轻、体积小),使用寿命长,环保。锂电池的缺点就是,价格相对高,温度范围相对窄,有一定的安全隐患(需加保护系统)。 ●(三)锂电池分类 锂电池可以分成两个大类:一次性不可充电电池和二次充电电池(又称为蓄电池)。 不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。 二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。 1.按外型分:方形锂电池(如普通手机电池)和圆柱形锂电池(如电动工具的18650);2.按外包材料分:铝壳锂电池,钢壳锂电池,软包电池; 3.按正极材料分:钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元锂(LiNixCoyMnzO2)、磷酸铁锂(LiFePO4); 4.按电解液状态分:锂离子电池(LIB)和聚合物电池(PLB); 5.按用途分:普通电池和动力电池。 6.按性能特性分:高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。
锂电池保护板比较完整的性能测试 一、管理IC(如TI、O2,MCU等)数据写入部份的: 1、I2C资料写入及核对,如O 2、DS、TI、及各家MCU方案等 2. 写入生产日期(当天日期)和系列号--- Write Serial Number and Manu date 备注:SMBUS,I2C,HDQ通信口等; A.Current/Voltage Offset 校正 B.Voltage Gain 校正及读值比较Voltage Calibration C.Temperature 校正及读值比较Temperature Calibration D. Current Gain 校正及读值比较--- Current Calibration ※二、基体特性部份: 3.开路电压测试:测量加载电压后,MOS管是否能正常打开; 4. 带载电压测试:测量保护板的带载能力,从而反应保护直流阻抗 5. VCC电压测量(芯片的工作电压是否正常) 6. 芯片的工作频率测量(芯片的工作晶振频率) 7. 导通电阻测量(MOS管及FUSE阻值测量); 8. 识别电阻—IDR测量; 9. 热敏电阻---THR; 10. 正常状态的静态功耗电流&休眠静态功耗(sleep) 11、关断状态的(Shout Down)静态功耗电流; 三:保护特性部分测试: 12. 单节电池过充保护测试(COV), A、保护下限:测试保护板是否提前保护,影响电池容量值; B、保护上限:测试保护板是否有保护,影响电池的安全性; C、保护延时间上、下限:保护延时间是否在设计范围; D、恢复测试:保护后,是否能恢复,关系电池能否再次使用问题。 13. 单节电池过放保护测试(CUV); A、保护值上下限:一个是,电池能否放到最底值,容量能否完全放出来,一个是一定要保护,否则影响电池的寿命; B、保护延时间:保护延时间是否在设计范围, C、恢复值、恢复时间:保护后,是否能恢复,关系电池能否再次使用问题。 14. PACK电池过压保护测试(POV)保护值、保护延时间、恢复值、恢复时间(如果有测COV,POV不用测,一般比较不建议只测POV,因为总组的POV即使有保护,并不代表每一节的都能够保护,万一有某一节不保护了,那就很危险。) 15. PACK电池低压保护测试(PUV);保护值、保护延时间、恢复值、恢复时间;原理同CUV,CUV有测CUV,可不测PUV,理由同POV; 16. 充电过流保护(OCCHG); A、保护值上下限:电流太小,关系充电时间,电流过大,关系电池寿命; B、保护延时间:关系电池发热堪至烧保护板问题; C、恢复值、恢复时间:电池的再次使用; 17. 放电过流保护(OCDSG); A、保护值上下限:显得优为重要,下限,不能提前保护,否则影响功率,车跑不快、电动工具转不动等,上限一定保护,不保护导至烧电机、电池发热等问题; B、保护延时间上下限:这个也比较重要,下限不保护,如果提前保护了,电动工具,会导致旋不紧;上限不保护,可能导致烧电机、电池发热等问题;
动力电池性能参数 一、电性能 (1) 电动势 电池的电动势,又称电池标准电压或理论电压,为电池断路时正负两极间的电位差。电池的电动势可以从电池体系热力学函数自由能的变化计算而得。 (2) 额定电压 额定电压(或公称电压),系指该电化学体系的电池工作时公认的标准电压。例如,锌锰干电池为 1.5V ,镍镉电池为1.2V ,铅酸蓄电池为2V ,锂离子电池为 (3) 开路电压 电池的开路电压是无负荷情况下的电池电压。开路电压不等于电池的电动势。必须指出,电池的电动势是从热力学函数计算而得到的,而电池的开路电压则是实际测量出来的。 (4) 工作电压 系指电池在某负载下实际的放电电压,通常是指一个电压范围。例如,铅酸蓄电池的工作电压在2V ?1.8V ;镍氢电池的工作电压在 1.5V?1.1V ;锂离子电池的工作电压在 3.6V?2.75V。 (5) 终止电压 系指放电终止时的电压值,视负载和使用要求不同而异。以铅酸蓄电池为例:电动势为2.1V,额定电压为2V,开路电压接近2.15V,工作电压为2V?1.8V,放电终止电压为1.8V?1.5V( 放电终止电压根据放电率的不同,其终止电压也不同)。 (6) 充电电压
系指外电路直流电压对电池充电的电压。般的充电电压要大于电池的开路电压,通常 在一定的范围内。例如,镍镉电池的充电压在1.45V?1.5V ;锂离子电池的充电压在4.1V?4.2V ;铅酸蓄电池的充电压在2.25V?2.5V。 (7) 内阻 蓄电池的内阻包括:正负极板的电阻,电解液的电阻,隔板的电阻和连接体的电阻等。 a. 正负极板电阻 目前普遍使用的铅酸蓄电池正、负极板为涂膏式,由铅锑合金或铅钙合金板栅架和活性物质两部分构成。因此,极板电阻也由板栅电阻和活性物质电阻组成。板栅在活性物质内层,充放电时,不会发生化学变化,所以它的电阻是板栅的固有电阻。活性物质的电阻是随着电池充放电状态的不同而变化的。 当电池放电时,极板的活性物质转变为硫酸铅(PbSO4) ,硫酸铅含量越大,其电阻越大。而电池充电时将硫酸铅还原为铅(Pb) ,硫酸铅含量越小,其电阻越小。 b. 电解液电阻 电解液的电阻视其浓度不同而异。在规定的浓度范围内一旦选定某一浓度后,电解液电 阻将随充放电程度而变。电池充电时,在极板活性物质还原的同时电解液浓度增加,其电阻下降;电池放电时,在极板活性物质硫酸化的同时电解液浓度下降,其电阻增加。 c. 隔板电阻 隔板的电阻视其孔率而异,新电池的隔板电阻是趋于一个固定值,但随电池运行时间的延长,其电阻有所增加。因为,电池在运行过程中有些铅渣和其他沉积物在隔板上,使得隔板孔率有所下降而增加了电阻。
太阳能电池板太阳能电池的的性能主要取决于它的光电转换效率和输出功率. 1.效率越大,相同面积的太阳能电池板输出功率也就越大, 用高效率的太阳 能电池板可以节省安装面积, 但是价格更贵. 2.太阳能电池的功率, 在太阳能电池板的背面标牌中, 有关于太阳能电池 板的输出参数, 如VOC开路电压,ISC短路电流,VMP工作电压,IMP工作电流, 等. 但我们只需要用工作电压和工作电流就可以了, 这两个相乘就可以得 这块太阳能电池板的输出功率. 太阳能电池板介绍:采用高质量单晶/多晶硅材料,经精密设备树脂封装生产出来的太阳能板,有良好的光电转换效果,外形美观,使用寿命长。 太阳能电池板的作用是将太阳的光能转化为电能后,输出直流电存入蓄电池中。太阳能电池板是太阳能发电系统中最重要的部件之一。 太阳能电池组件可组成各种大小不同的太阳能电池方阵,亦称太阳能电池阵列。太阳能电池板的功率输出能力与其面积大小密切相关,面积越大,在相同光照条件下的输 出功率也越大。 2.太阳能电池板的种类 (1)单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右,最高的达到24%,这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的,但制作成本很大,以致于它还不能被大量广泛和普遍地使用。由于单晶硅一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装,因此其坚固耐用,使用寿命一般可达15年,最高可达25年。 (2)多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池的制作工艺与单晶硅太阳能电池差不多,但是多晶硅太阳能电池的光电转换效率则要降低不少,其光电转换效率约12%左右(2004年7月1日日本夏普上市效率为%的世界最高效率多晶硅太阳能电池)。从制作成本上来讲,比单晶硅太阳能电池要便宜一些,材料制造简便,节约电耗,总的生产成本较低,因此得到大量发展。此外,多晶硅太阳能电池的使用寿命也要比单晶硅太阳能电池短。从性能价格比来讲,单 晶硅太阳能电池还略好。
关于AESC锂电池性能的调查报告 姓名:孙继国 学号:13120023 专业:控制理论与控制科学 班级:研13电气 指导老师:秦岭
一、公司简介: Company Name Automotive Energy Supply Corporation (AESC) 汽车能源供应公司 Location 2-10-1 Hironodai, Zama City Kanagawa Prefecture, Japan 252-0012 Business Description Research, develop, manufacture, and sell high performance lithium-ion batteries for automotive applications 研究,开发,制造,以及汽车应用销售高性能锂离子电池 Established April 19, 2007 Capital 2.345 billion yen (capital reserve of 2.345 billion yen) 资产: 2.345十亿日元 Capital Contribution Ratio Nissan Motor Co., Ltd.: 51% 日产汽车有限公司:51%NEC Corporation: 42% NEC公司:42% NEC Energy Devices, Ltd.: 7% NEC能源设备有限公司:7% Representative Representative Director and President Shigeaki Kato Number of Employees Approximately 500 (As of March 31, 2014) Sales Approximately 43.8 billion yen (FY2012) 约43.8十亿日元(2012年度)Organization 二、主要产品特点:
硅太阳能电池的主要性能参数 本信息来源于太阳能人才网|https://www.sodocs.net/doc/ef2005187.html, 原文链接: 硅太阳能电池的性能参数主要有:短路电流、开路电压、峰值电流、峰值电压、峰值功率、填充因子和转换效率等。 ①短路电流(isc):当将太阳能电池的正负极短路、使u=0时,此时的电流就是电池片的短路电流,短路电流的单位是安培(a),短路电流随着光强的变化而变化。 ②开路电压(uoc):当将太阳能电池的正负极不接负载、使i=0时,此时太阳能电池正负极间的电压就是开路电压,开路电压的单位是伏特(v)。单片太阳能电池的开路电压不随电池片面积的增减而变化,一般为0.5~0.7v。 ③峰值电流(im):峰值电流也叫最大工作电流或最佳工作电流。峰值电流是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电流,峰值电流的单位是安培(a)。 ④峰值电压(um):峰值电压也叫最大工作电压或最佳工作电压。峰值电压是指太阳能电池片输出最大功率时的工作电压,峰值电压的单位是v。峰值电压不随电池片面积的增减而变化,一般为0.45~0.5v,典型值为0.48v。 ⑤峰值功率(pm):峰值功率也叫最大输出功率或最佳输出功率。峰值功率是指太阳能电池片正常工作或测试条件下的最大输出功率,也就是峰值电流与峰值电压的乘积:pm===im ×um。峰值功率的单位是w(瓦)。太阳能电池的峰值功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布和电池片的工作温度,因此太阳能电池的测量要在标准条件下进行,测量标准为欧洲委员会的101号标准,其条件是:辐照度lkw/㎡、光谱aml.5、测试温度25℃。 ⑥填充因子(ff):填充因子也叫曲线因子,是指太阳能电池的最大输出功率与开路电压和短路电流乘积的比值。计算公式为ff=pm/(isc×uoc)。填充因子是评价太阳能电池输出特性好坏的一个重要参数,它的值越高,表明太阳能电池输出特性越趋于矩形,电池的光电转换效率越高。 串、并联电阻对填充因子有较大影响,太阳能电池的串联电阻越小,并联电阻越大,填充因子的系数越大。填充因子的系数一般在0.5~0.8之间,也可以用百分数表示。 ⑦转换效率(η):转换效率是指太阳能电池受光照时的最大输出功率与照射到电池上的太阳能量功率的比值。即: η=pm(电池片的峰值效率)/a(电池片的面积)×pin(单位面积的入射光功率),其中pin=lkw /㎡=100mw/cm2。 电池组件的板型设计 在生产电池组件之前,就要对电池组件的外型尺寸、输出功率以及电池片的排列布局等进行设计,这种设计在业内就叫太阳能电池组件的板型设计。电池组件板型设计的过程是一个对电池组件的外型尺寸、输出功率、电池片排列布局等因素综合考虑的过程。设计者既要了解电池片的性能参数,还要了解电池组件的生产工艺过程和用户的使用需求,做到电池组件尺寸合理,电池片排布紧凑美观。 组件的板形设计一般从两个方向入手。一是根据现有电池片的功率和尺寸确定组件的功率和尺寸大小;二是根据组件尺寸和功率要求选择电池片的尺寸和功率。 电池组件不论功率大小,一般都是由36片、72片、54片和60片等几种串联形式组成。常见的排布方法有4片×9片、6片×6片、6片×12片、6片×9片和6片×10片等。下面就以36片串联形式的电池组件为例介绍电池组件的板型设计方法。