Bases de la batterie au lithium
Les piles au lithium sont des piles rechargeables. Généralement, les batteries au lithium sont complètement chargées avec 4.2 V et d'autres tensions. La capacité de la batterie au lithium est de xxxmAh, telle que 1000mAh, c'est-à-dire que le courant d'alimentation de 1000mA peut être utilisé pendant 1 heure. L'alimentation 500mA peut être utilisée pendant 2 heures. Etc., etc.
Durée de vie de la batterie au lithium et méthode de charge
La durée de vie d'une batterie au lithium fait référence à la limite du nombre de fois où elle est complètement chargée et déchargée, communément appelée nombre de cycles. Méthode de charge : charge rapide, charge lente, charge d'entretien, charge à courant constant, etc.
Attentions dans la conception des circuits de batterie au lithium
La surcharge et la décharge excessive de la batterie au lithium affecteront la durée de vie de la batterie.
Faites attention à la tension de charge et au courant de charge de la batterie au lithium. Sélectionnez ensuite la puce de charge appropriée.
Faites attention à éviter les surcharges, les décharges excessives, la protection contre les courts-circuits et d'autres problèmes de batteries au lithium.
Après la conception, il passe par de nombreux tests.
Conception du circuit de charge de la batterie au lithium
Ici, la puce TP4056 est sélectionnée comme exemple. Le courant de charge maximal peut être contrôlé en fonction de la résistance connectée. Le voyant de charge peut être conçu et la température de charge peut être conçue pour charger entre combien et combien de degrés.
Circuit de protection de charge, sélectionnez la combinaison de puce DW01 et GTT8205, peut obtenir une protection contre les courts-circuits, une protection contre les surcharges et les décharges excessives.
Le circuit est principalement composé d'un circuit intégré spécial de protection de batterie au lithium DW01, d'un MOSFET1 de contrôle de charge et de décharge (y compris deux MOSFET à canal N) et d'autres pièces. La batterie au lithium unique est connectée entre B + et B-, et la batterie est connectée entre P + et P - La tension de sortie. Lors de la charge, la tension de sortie du chargeur est connectée entre P+ et P-, et le courant passe de P+ à B+ et B- de la batterie unique, puis passe par le MOSFET de contrôle de charge à P-. Pendant le processus de charge, lorsque la tension de la batterie unique dépasse 4.35 V, le signal de sortie de la broche OC du circuit intégré spécial DW01 éteint le MOSFET de contrôle de charge et la batterie au lithium arrête de se charger immédiatement, empêchant ainsi la batterie au lithium d'être endommagé. en raison d'une surcharge. Pendant le processus de décharge, lorsque la tension de la batterie unique chute à 2.30 V, le signal de sortie de la broche OD de DW01 éteint le MOSFET de contrôle de décharge et la batterie au lithium cesse de se décharger immédiatement, empêchant ainsi la batterie au lithium d'être endommagée en raison à une décharge excessive. La broche CS de DW01 est la broche de détection de courant, lorsque la sortie est court-circuitée, la chute de tension de conduction du MOSFET de contrôle de charge-décharge augmente fortement, la tension de la broche CS augmente rapidement et le signal de sortie DW01 éteint la charge- contrôle de décharge MOSFET rapidement, réalisant ainsi une protection contre les surintensités ou les courts-circuits.
Quels sont les avantages des batteries au lithium?
Haute densité d'énergie
Haute tension de fonctionnement
Pas d'effet mémoire
Longue durée de vie
Pas de pollution
Poids léger
Petite auto-décharge
Quels sont les avantages des batteries lithium-polymère?
1. Il n'y a pas de problème de fuite de batterie, la batterie ne contient pas d'électrolyte liquide et utilise des solides colloïdaux.
2. Il peut être transformé en une batterie mince : avec une capacité de 3.6 V400 mAh, son épaisseur peut être aussi fine que 0.5 mm.
3. La batterie peut être conçue sous différentes formes.
4. La batterie peut être pliée et déformée : la batterie polymère peut être pliée jusqu'à environ 900 degrés.
5. Il peut être réalisé en une seule haute tension : la batterie à électrolyte liquide ne peut obtenir la haute tension qu'en connectant plusieurs batteries en série. Étant donné que la batterie polymère elle-même ne contient pas de liquide, elle peut être transformée en une combinaison multicouche dans une seule cellule pour atteindre une haute tension.
6. La capacité sera le double de celle d'une batterie lithium-ion de même taille
7.IEC stipule le test de durée de vie standard de la batterie au lithium ?
Une fois la batterie placée à 0.2 C à 3.0 V, la batterie est chargée avec un courant constant de 1 C et une tension constante à 4.2 V et le courant de coupure est de 20 mA, puis mise à l'écart pendant 1 heure, puis déchargée à 0.2 C à 3.0 V (un cycle) après des cycles répétés 500 fois. % Le test de rétention de charge standard pour les batteries au lithium stipulé par la norme nationale ci-dessus est (IEC n'a pas de normes pertinentes) après que la batterie est déchargée à 3.0/unité à 0.2C à 25 degrés Celsius, puis chargée à 4.2V à 1C courant constant et tension constante, et le courant de coupure est de 10mA, après avoir été stocké pendant 28 jours à une température de 20+_5, la capacité de décharge a été calculée en déchargeant à 0.2C à 2.75V.
8. Quels sont les différents types d'autodécharge des batteries secondaires et quel est le taux d'autodécharge de la batterie ?
L'autodécharge, également connue sous le nom de capacité de rétention de charge, fait référence à la capacité de rétention de l'énergie stockée de la batterie dans certaines conditions environnementales dans un état de circuit ouvert. De manière générale, l'autodécharge est principalement affectée par le processus de fabrication, les matériaux et les conditions de stockage. L'autodécharge est l'un des principaux paramètres pour mesurer les performances de la batterie. De manière générale, plus la température de stockage de la batterie est basse, plus le taux d'autodécharge est faible, mais il convient également de noter qu'une température trop basse ou trop élevée peut endommager la batterie et la rendre inutilisable. Les batteries conventionnelles BYD nécessitent une plage de température de stockage de -20 ~ 45. Une fois que la batterie est complètement chargée et laissée ouverte pendant un certain temps, il est normal qu'elle se décharge d'elle-même.
La norme CEI stipule qu'après la charge complète des batteries nickel-cadmium et nickel-hydrure métallique, la température est de 20 degrés et l'humidité est de 65%, et le circuit ouvert est mis en attente pendant 28 jours, et le temps de décharge de 0.2C est supérieure à 3 heures et 3 heures et 15 minutes respectivement. Comparé à d'autres systèmes de batteries rechargeables, le taux d'autodécharge des cellules solaires à électrolyte liquide est nettement inférieur, environ 10 %/mois à 25 degrés.
9. Quelle est la résistance interne de la batterie ? Comment mesurer?
La résistance interne de la batterie fait référence à la résistance reçue par le courant traversant la batterie lorsque la batterie fonctionne, et est généralement divisée en résistance interne AC et résistance interne DC. , entraînant une résistance interne de polarisation, de sorte que sa vraie valeur ne peut pas être mesurée, mais la mesure de sa résistance interne AC peut éviter l'influence de la résistance interne de polarisation et obtenir la vraie valeur interne. La méthode de test de résistance interne AC est la suivante : l'utilisation d'une batterie équivaut à une Les caractéristiques de la résistance active, donnent à la batterie un courant constant de 1000 Hz, 50 mA et une série de traitements tels que l'échantillonnage de tension, la rectification et le filtrage pour mesurer avec précision sa résistance .
10. Quelle est la pression interne de la batterie, quelle est la pression interne normale de la batterie ?
La pression interne de la batterie est la pression formée par le gaz généré pendant le processus de charge et de décharge. Il est principalement affecté par le processus de fabrication du matériau de la batterie, la structure et d'autres facteurs de processus d'utilisation. Généralement, la pression interne de la batterie est maintenue à un niveau normal. En cas de surcharge ou de décharge excessive, la pression interne de la batterie peut augmenter : si la vitesse de la réaction composite est inférieure à la vitesse de la réaction de décomposition, le gaz généré ne sera pas consommé à temps, ce qui provoquera la pression interne de la batterie pour augmenter.
11. Qu'est-ce qu'un test de pression interne ?
Le test de pression interne de la batterie au lithium (norme UL) consiste à simuler la batterie à une altitude de 15 240 m (basse pression de 11.6 kPa) pour vérifier si la batterie fuit ou se déforme.
Étapes spécifiques : chargez la batterie avec un courant constant de 1 C et une tension constante à 4.2 V, le courant de coupure est de 10 mA, puis placez-la dans un boîtier basse tension avec une pression d'air de 11.6 Kpa et une température de (20+_3) pendant 6 heures, la batterie n'explosera pas, Incendie, fissures, fuites.
12. Comment la température ambiante affecte-t-elle les performances de la batterie ?
Parmi tous les facteurs environnementaux, la température a le plus grand impact sur les performances de charge-décharge de la batterie. La réaction électrochimique à l'interface électrode/électrolyte est liée à la température ambiante, et l'interface électrode/électrolyte est considérée comme le cœur de la batterie. Si la température chute, la vitesse de réaction des électrodes diminue également, et en supposant que la tension de la batterie reste constante, le courant de décharge chute et la puissance de sortie de la batterie chute. Si la température augmente, l'inverse est vrai, c'est-à-dire que la puissance de sortie de la batterie augmentera et que la température affectera également la vitesse de transmission de l'électrolyte. Mais la température est trop élevée, plus de 45, cela détruira l'équilibre chimique dans la batterie, entraînant des réactions secondaires
13. Quelles sont les méthodes de contrôle en cas de surcharge ?
Afin d'éviter une surcharge de la batterie, il est nécessaire de contrôler le point de fin de charge. Lorsque la batterie est complètement chargée, certaines informations spéciales peuvent être utilisées pour déterminer si le point de fin de charge est atteint. Il existe généralement les six méthodes suivantes pour éviter la surcharge de la batterie :
Contrôle de la tension de crête :
Déterminez le point final de la charge en détectant la tension de crête de la batterie ;
Contrôle dT/dt :
Déterminez le point final de la charge en détectant le taux de variation de la température maximale de la batterie ;
Contrôle T :
Lorsque la batterie est complètement chargée, la différence entre la température et la température ambiante atteindra le maximum ;
Contrôle -V :
Lorsque la batterie est complètement chargée et atteint une tension de crête, la tension chute d'une certaine valeur
Contrôle de la synchronisation :
En définissant un certain temps de charge pour contrôler le point final de charge, définissez généralement le temps nécessaire pour charger 130 % de la capacité nominale à contrôler ;
Contrôle du coût total de possession :
Compte tenu de la sécurité et des caractéristiques de la batterie, la charge à des températures élevées (à l'exception des batteries à haute température) doit être évitée, de sorte que la charge doit être arrêtée lorsque la température de la batterie augmente de 60°C.
14. Qu'est-ce que la surcharge et comment affecte-t-elle les performances de la batterie ?
La surcharge fait référence au comportement de poursuite de la charge après que la batterie est complètement chargée après un certain processus de charge. Étant donné que la capacité de l'électrode négative est supérieure à celle de l'électrode positive dans la conception, le gaz généré par l'électrode positive est combiné avec le cadmium généré par l'électrode négative à travers le papier séparateur. Par conséquent, dans des circonstances normales, la pression interne de la batterie n'augmentera pas de manière significative, mais si le courant de charge est trop important ou que le temps de charge est trop long, l'oxygène généré ne sera pas consommé à temps, ce qui peut provoquer la pression interne. monter, la batterie se déformer et fuir. et d'autres phénomènes indésirables. Dans le même temps, ses propriétés électriques seront également considérablement réduites.
15. Qu'est-ce qu'une décharge excessive et comment affecte-t-elle les performances de la batterie ?
Une fois que la batterie a déchargé l'énergie stockée en interne, une fois que la tension atteint une certaine valeur, continuer à se décharger entraînera une décharge excessive, et la tension de coupure de décharge est généralement déterminée en fonction du courant de décharge.
La décharge 0.2C-2C est généralement réglée sur 1.0 V/pièce, et au-dessus de 3C, comme la décharge 5C ou 10C, est réglée sur 0.8 V/pièce. Une décharge excessive répétée a un impact plus important sur la batterie. D'une manière générale, une décharge excessive augmentera la pression interne de la batterie et la réversibilité des matières actives positives et négatives sera détruite.
16. Quels problèmes surviendront lorsque des batteries de différentes capacités sont utilisées ensemble ?
Si des capacités différentes ou des batteries anciennes et nouvelles sont utilisées ensemble, il peut y avoir une fuite de liquide, une tension nulle et d'autres phénomènes.
Cela est dû à la différence de capacité pendant le processus de charge, ce qui entraîne une surcharge de certaines batteries pendant la charge et certaines batteries ne sont pas complètement chargées. Lors de la décharge, certaines batteries à haute capacité ne sont pas complètement déchargées, tandis que celles à faible capacité sont surdéchargées. Un tel cercle vicieux, la batterie est endommagée et fuit ou a une tension faible (zéro).
Qu'est-ce que l'explosion de la batterie et comment empêcher l'explosion de la batterie ?
Toute partie de la matière solide de la batterie est instantanément déchargée et poussée à une distance de plus de 25 cm de la batterie, ce qui s'appelle une explosion. Pour déterminer si la batterie a explosé ou non, les conditions suivantes ont été utilisées pour l'expérience. Couvrez la batterie expérimentale avec un filet, la batterie est au centre, à 25 cm de n'importe quel côté du filet. La densité du treillis est de 6 à 7 pièces/cm et le fil de treillis adopte un fil d'aluminium souple d'un diamètre de 0.25 mm. Si aucune partie solide ne traverse le couvercle en maille dans l'expérience, cela prouve que la batterie n'a pas explosé.
17. Problème de connexion en série de la batterie au lithium
Étant donné que la batterie est en cours de production, il existe de nombreux processus allant du film de revêtement au produit fini. Même si la tension, la résistance et la capacité de chaque groupe d'alimentations sont cohérentes après des procédures de test strictes, il y aura des différences d'un type ou d'un autre après une période d'utilisation.
Comme des jumeaux nés d'une mère, qui peuvent se ressembler exactement à leur naissance, il est difficile pour une mère de faire la différence. Cependant, au fur et à mesure que les deux enfants grandiront, il y aura des différences d'un type ou d'un autre, et il en sera de même pour les batteries lithium-ion.
Après avoir utilisé pendant un certain temps pour produire des différences, il est difficile d'appliquer la méthode de contrôle de tension globale aux batteries au lithium, telles qu'une batterie de 36 V, 10 batteries doivent être connectées en série. La tension de contrôle de charge globale est de 42 V et la tension de contrôle de décharge est de 26 V. Avec la méthode globale de contrôle de la tension, il peut ne pas y avoir de problèmes lors de la phase d'utilisation initiale car la cohérence de la batterie est particulièrement bonne. Après avoir utilisé pendant un certain temps, la résistance interne et la tension de la batterie fluctueront, formant un état incohérent. (L'incohérence est absolue, la cohérence est relative). À l'heure actuelle, il est impossible d'utiliser le contrôle de tension global pour atteindre son objectif. Par exemple, lorsque 10 batteries sont déchargées, la tension de deux batteries est de 2.8 V, la tension de quatre batteries est de 3.2 V et la tension de quatre batteries est de 3.4 V. Maintenant, la tension globale est de 32V, et nous la laissons continuer à se décharger jusqu'à ce qu'elle fonctionne jusqu'à 26V. De cette façon, les deux batteries 2.8 V sont dans un état de décharge excessive en dessous de 2.6 V. Les piles au lithium sont jetées après avoir été trop déchargées plusieurs fois. Inversement, si la charge est effectuée de la manière d'une charge de contrôle de tension globale, une surcharge se produira également.
Par exemple, utilisez l'état de tension des 10 batteries ci-dessus à ce moment-là pour charger. Lorsque la tension globale atteint 42V, les deux batteries de 2.8V sont dans un état de «famine», et si elles absorbent rapidement de l'énergie, elles dépasseront 4.2V, et les batteries surchargées dépassant 4.2V ne seront pas seulement mises au rebut en raison d'une tension excessive , mais même Il y a aussi des dangers, qui sont les caractéristiques des batteries au lithium.
18. Piles au lithium non rechargeables
Il existe de nombreux types de batteries au lithium non rechargeables, actuellement couramment utilisées sont les batteries au lithium-dioxyde de manganèse, les batteries au lithium-chlorure de thionyle et les batteries au lithium et autres batteries composées. Cet article ne décrit que les deux premiers les plus couramment utilisés.
1. Batterie lithium-dioxyde de manganèse (Li MnO2) La batterie lithium-dioxyde de manganèse est une batterie jetable avec du lithium comme anode, du dioxyde de manganèse comme cathode et un électrolyte organique. Les principales caractéristiques de cette batterie sont que la tension de la batterie est élevée, la tension nominale est de 3 V (2 fois celle des piles alcalines générales) ; la tension de décharge de terminaison est de 2 V ; l'énergie spécifique est grande (voir l'exemple ci-dessus) ; la tension de décharge est stable et fiable ; Excellentes performances de stockage (durée de stockage supérieure à 3 ans), faible taux d'autodécharge (taux d'autodécharge annuel ≤ 2 %) ; plage de température de fonctionnement -20 ℃ ~ +60 ℃. La batterie peut être fabriquée en différentes formes pour répondre à différentes exigences, elle est rectangulaire, cylindrique et en forme de bouton (type bouton). Les cylindriques sont également disponibles en différentes dimensions de diamètre et de hauteur. Voici les principaux paramètres des piles 1 # (code de taille D), 2 # (code de taille C) et 5 # (code de taille AA) bien connues.
CR représente une pile cylindrique au lithium-dioxyde de manganèse; dans le nombre à cinq chiffres, les deux premiers chiffres représentent le diamètre de la pile et les trois derniers chiffres représentent la hauteur avec une décimale. Par exemple, CR14505, qui a un diamètre de 14 mm et une hauteur de 50 5 mm (ce modèle est universel). Il convient de souligner ici que les paramètres d'un même type de batterie produit par différentes usines peuvent être quelque peu différents. De plus, la valeur de courant de décharge standard est relativement faible, le courant de décharge réel peut être supérieur au courant de décharge standard, et le courant de décharge admissible de décharge continue et de décharge pulsée est également différent, et les données pertinentes sont fournies par l'usine de batterie . Par exemple, le CR14505 produit par Lixing Power Supply Company donne un courant de décharge continu maximum de 1000mA et un courant de décharge pulsé maximum de 2500mA. La plupart des batteries au lithium utilisées dans les appareils photo sont des batteries au lithium-dioxyde de manganèse. Les piles au lithium-dioxyde de manganèse couramment utilisées dans les appareils photo sont répertoriées dans le tableau 2 à titre de référence. Les piles de type bouton (type bouton) sont de petite taille, avec un diamètre de 125-245 mm et une hauteur de 16-50 mm. Plusieurs piles bouton couramment utilisées sont présentées dans le tableau 3.
CR est une batterie cylindrique au lithium-dioxyde de manganèse, les deux premiers chiffres des quatre derniers chiffres sont le diamètre de la batterie et les deux derniers chiffres sont la taille de la hauteur avec un point décimal. Par exemple, un CR1220 a un diamètre de 12 5 mm (sans compter le chiffre après la virgule) et une hauteur de 2 0 mm. Cette méthode de représentation du modèle est utilisée à l'échelle internationale. De telles piles boutons sont couramment utilisées dans les horloges, les calculatrices, les blocs-notes électroniques, les caméras, les prothèses auditives, les machines de jeux électroniques, les cartes à puce, les alimentations de secours, etc.
2. Batterie au lithium-chlorure de thionyle (Li SOCl2) La batterie au lithium-chlorure de thionyle a l'énergie spécifique la plus élevée, qui peut atteindre 500W actuellement. niveau h/kg ou 1000Wh/L. Sa tension nominale est de 36 V et il a une caractéristique de décharge de 34 V extrêmement plate lorsqu'il est déchargé à courant moyen (il peut se décharger à plat dans la plage de capacité de 90 % avec peu de changement). La batterie peut fonctionner dans la plage de -40℃～+85℃, mais la capacité à -40℃ est d'environ 50% de la capacité de température normale. Faible taux d'autodécharge (taux d'autodécharge annuel ≤ 1%) et durée de stockage supérieure à 10 ans. Comparez l'énergie spécifique de la batterie nickel-cadmium 1 # (code de taille D) et de la batterie lithium-chlorure de thionyle 1 # : la batterie nickel-cadmium 1 # a une tension nominale de 1 2 V et une capacité de 5000 mAh ; 1 # batterie au lithium-chlorure de thionyle La tension nominale de la batterie est de 36 V et la capacité est de 10000 mAh, l'énergie spécifique de cette dernière est 6 fois plus grande que celle de la première ! Précautions d'application Les deux types de piles au lithium ci-dessus sont des piles jetables et ne peuvent pas être chargées (dangereux lors de la charge !) ; les électrodes positive et négative de la batterie Ne pas court-circuiter entre elles ; ne pas décharger avec un courant excessif (décharge dépassant le courant de décharge maximal) ; lorsque la batterie est utilisée à la fin de la tension de décharge, elle doit être retirée du produit électronique à temps ; la batterie usagée ne doit pas être pressée, incinérée ou démontée ; il ne doit pas dépasser l'utilisation de la plage de température spécifiée. Étant donné que la tension des piles au lithium est supérieure à celle des piles ordinaires ou des piles au nickel-cadmium, ne faites pas d'erreur lors de leur utilisation pour éviter d'endommager le circuit. En connaissant le CR et l'ER du modèle, vous pouvez connaître son type et sa tension nominale. Lors de l'achat d'une nouvelle batterie, assurez-vous de l'acheter selon le modèle d'origine, sinon cela affectera les performances des produits électroniques.
Gamme de produits de Keheng New Energy
- Activation du chauffage à basse température 100AH 12V
- Cellule de batterie au lithium
- Pack de batterie au lithium
- Batterie Escooter/Ebike
- Batterie Lifepo12 24V/4V
- Station d'alimentation portable
- Systèmes de stockage d'énergie ESS
- Batteries à cycle profond avec BMS
- Batterie basse température 24V 60AH
