• 你知道有哪些因素会影响常见电池性能和寿命吗?

    你知道有哪些因素会影响常见电池性能和寿命吗?

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的锂离子电池,那么接下来让小编带领大家一起学习锂离子电池寿命影响因素。 尽管人们希望电池储能系统更大,更好,更便宜。但是有必要从其他方面充分挖掘电池储能系统的潜力。除了降低成本外,还必须提高电池的固有价值和长期价值。换句话说,必须从每个电池中获得更多的价值。因此,可以延长电池的使用寿命并使其适合二次使用。在技术竞争中,电池制造商将开发成本最低的电池,但对延长电池的使用寿命(甚至短至3年)几乎没有影响。尽管电池的成本在下降,但由于使用寿命短和需要定期更换,部署成本仍然很高。 锂电池寿命可以用两个概念来考虑,即日历寿命和循环寿命。其中,循环寿命是指电池在工作状态循环或正常循环中达到使用寿命所需的时间。日历寿命是指在一定的参考温度和开路状态下电池达到使用寿命所需的时间,即电池处于待机状态的寿命。两者都是常见的应用程序。通常,动力电池的寿命主要是研究内部电阻的变化,而能量电池的寿命主要是研究容量衰减。 当几节电池损坏时,整个电池组将被更换并丢弃,这些电池的剩余使用寿命通常为80%。随着电池工业的蓬勃发展,废弃电池将产生大量的垃圾和严重的环境问题,并加速对自然资源的不可持续利用。根据研究机构的估计,到2030年,仅电动汽车(EV)电池将产生1100万吨的废物。这种方法最终将付出更昂贵的代价,因为每当电池损坏时更换电池的成本很高。因此,必须构建一种更具可持续性的新模型,该模型可以延长电池的使用寿命,增加使用价值并降低成本。 目前的商用锂电池,无论三元,磷酸铁锂,锰酸锂等正极材料,负极基本上都是石墨材料。石墨负极和电解质不稳定且不相容。在接触开始时,形成固体电解质界面或SEI膜。该膜将电解质与石墨分离。同时,薄膜上的间隙允许锂离子。进进出出。同时,与电子传导相反,它是绝缘体,不允许电子通过。可以说这样的性质是非常理想的。因此,SEI膜是稳定锂电池电化学性能的重要结构。 通过将电池技术设计为可维修,可重复使用或可重复使用而不是更换,可以大大延长电池寿命。通过在首次使用后重新调节电池并赋予其第二次使用寿命,可以进一步提高每个电池的价值。这使用了循环经济原理,可以延长电池寿命,为电池技术带来更大的价值,并减少资源的使用和浪费。 对于锂电池来说,镀锂并不是在工作过程中必然发生的现象。当前的研究还不是很彻底,但是主流观点认为形成阳极锂镀层的根本原因是大量的锂离子积聚在阳极上而不能顺利进行。嵌入石墨的层状结构使离子能够将电子沉积在电极表面上,从而形成简单的锂积累,这也称为枝晶生长。枝晶生长被认为是热失控的重要辅助因素。一方面,如果累积的树枝状晶体生长量足够大,它可能会刺穿隔膜,导致正负极短路,并直接导致热失控。另一方面,元素锂是非常活泼的金属,在较低温度下会剧烈反应。 电池是实现全球零碳能源的关键。随着全球储能市场从2019年的590亿美元增长到2035年的5,460亿美元,未来10年将使用数百万个二次电池。通过将循环经济与能量存储技术相结合,可以延长电池寿命,并且从设计开始就考虑电池的重复使用以减少浪费。人们可以改变处理电池所有权的方式,以保护环境并为经济带来更多的长期价值。 相信通过阅读上面的内容,大家对锂离子电池寿命影响因素有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

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  • 你知道电池储能技术的特点以及未来的发展需求吗?

    你知道电池储能技术的特点以及未来的发展需求吗?

    什么是电池储能技术?在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的电池储能技术吗? 储能是指以某种形式通过不同的介质以电能和其他形式存储能量,并在需要时释放其用于工作(发电等)的技术。储能技术是促进清洁,电气化和高效利用世界能源,打破能源和环境限制,实现全球能源转型升级的核心技术之一。面对未来新能源获取和使用的高度渗透,有必要建立一个高比例,无处不在,广域协调的储能形式,并通过新能源加储能来改变储能的形式,结构和功能。传统电源系统。为了扎实有序地促进清洁能源的可持续发展,我们必须依靠边界成本低的储能技术。 电池储能技术利用电能和化学能之间的转换来实现电能的存储和输出。它不仅具有响应速度快,双向调节的技术特点,而且具有环境适应性强,分散结构小,施工周期短的技术优势。它打破了传统的源网络负载概念,并打破了同时完成发电,输电和配电所有环节的固有属性。它可以在电源系统的电源侧,电网侧和用户侧扮演不同的角色,并扮演不同的角色。 在整个生命周期中,能量存储系统保持良好状态,在正常使用条件下以及发生事故时不会对人体构成威胁。安全是储能技术评估的首要和基本要素。能量存储应用在移动通信,电子产品和汽车领域不同于电池应用。最重要的区别是它的规模大,电池集中和大,控制复杂,投资大。一旦发生安全问题,将造成巨大损失。 储能项目中使用的铅蓄电池包括铅酸蓄电池和铅碳蓄电池。铅碳电池是对基于传统铅酸电池的负极材料的电容性改进。它结合了铅酸电池和超级电容器的优点。由于添加了碳材料,可防止负极硫酸盐化现象,从而显着提高电池的循环寿命。 在储能系统的整个生命周期中,每千瓦时的成本(对于基于容量的储能应用场景,连续储能的持续时间不少于4h)和里程成本(对于基于功率的储能应用场景) ,连续储能的时间为15-30分钟),计算如式(1)和(2)所示。储能系统的成本和经济效益是决定其是否可以工业化和规模化的重要因素。储能技术只有在安全的基础上实现低成本,才能拥有独立的市场地位,并成为现代能源体系不可或缺的一部分。 储能项目中使用的锂离子电池类型很多,包括于2011-2015年投入运营的聚合物锂电池,锰酸锂电池和钛酸锂电池,以及具有近年来发展迅速。锂电池和级联电池使用锂电池。从一次性投资成本,循环寿命和安全性的角度来看,磷酸铁锂无疑是储能领域中最出色的锂离子电池储能系统,并且广泛应用于电力系统传输和传输的各个方面。分配。 满足用户需求的储能设备的基本性能,例如容量,功率,响应时间,循环时间,寿命,充放电效率以及其他因素。当前,储能应用场景很多,涉及电力系统的产生,传输,分配和利用的各个方面。由于用途不同,对储能设备的要求也不同。例如,从发电的角度来看,储能应用场景包括六种类型的能源时移,容量生成单元,负载跟踪,系统频率调制,备用容量以及可再生能源的并网。使用能量时移和容量生成器来削减峰值和填充谷值对充电和放电功率,时间,年工作频率以及相应的速度有较低的要求,而负载跟踪,系统频率调制和备用容量是典型的功率应用。 应用于储能工程的钠基电池包括高温钠硫电池、钠镍电池以及室温水系钠离子电池。钠硫电池是钠基电池的典型代表,是高温运行储能体系中发展最成熟的储能技术(350~400 ℃)。以上就是电池储能技术的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

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  • 关于电池中的全固态锂离子电池发展概况,你了解吗?

    关于电池中的全固态锂离子电池发展概况,你了解吗?

    随着社会的快速发展,我们的全固态锂离子电池也在快速发展,那么你知道全固态锂离子电池的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。 统锂离子电池的有机液态电解质在高温下极易起火,造成电池热失控,具有较大安全隐患;同时,由于金属锂负极在电解液中极易出现枝晶,刺穿隔膜引起电池内短路,所以基于有机电解液的传统锂离子电池不能采用金属锂作为负极,限制了电池能量密度的进一步提升。 锂系电池分为锂电池和锂离子电池,手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池,通常人们俗称其为锂电池,而真正的锂电池由于危险性大(使用过程中可能发生爆炸),故很少应用于日常电子产品。锂离子电池是指分别用两个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池,锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li 从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。 全固态锂离子电池由于采用耐高温的固态电解质代替常规有机液态电解质,故安全性好于传统锂离子电池。同时,由于固态电解质的机械性能远优于电解液,所以其理论上可以有效阻挡金属锂负极在充放电过程中出现的枝晶,使得全固态锂离子电池可以采用金属负极,进一步提高电池的能量密度。 锂电主要正极、负极、电解质、隔膜构成,一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。锂离子电池的核心是正极材料,其容量与电池的成本决定了电池综合性能的优良与否,以及锂离子电池的商业化进程。 然而,固态电解质的本征电化学性能及其与正、负极的界面稳定性等多个方面的问题限制了全固态电池的实际应用。尤其在正极结构中,包括活性物质、导电剂和固态电解质等在内的不同组分之间固-固界面的稳定性限制了电池的容量发挥和循环寿命,是阻碍电池性能提升的重要瓶颈。 固态锂电池又称全固态锂二次电池,简称全固态锂电池。电池各单元,包括正负极、电解质全部采用固态材料的锂二次电池,是从上世纪50年代开始发展起来的。目前,对于全固态锂二次电池的研究按电解质的分类主要为聚合物全固态锂电池和无机全固态锂电池。 其中,固-固界面化学和电化学稳定性不佳导致正极材料固-固界面不断发生化学和电化学反应,使锂离子在反应过程中逐渐消耗,造成电池的容量衰减;其较差的机械稳定性导致正极材料固-固界面发生剥离,减小了正极活性物质与导电剂和集流体的接触面积,使电池阻抗大幅新增,降低了电池的容量和循环寿命;界面热稳定性不佳导致正极材料和固态电解质在高温下容易发生分解和元素渗透,造成电极与电解质在高温下相变从而失效,限制了电池的装配工艺普适性。因此,提高全固态锂离子电池正极材料固-固界面的稳定性是提升全固态锂离子电池电化学性能的关键。 使用了全固态电解质后,锂离子电池的适用材料体系也会发生改变,其中核心的一点就是可以不必使用嵌锂的石墨负极,而是直接使用金属锂来做负极,这样可以明显减轻负极材料的用量,使得整个电池的能量密度有明显提高。此外,许多新型高性能电极材料,可能之前与现有的电解液体系的兼容性并不好,但是在使用全固态电解质后该问题可以得到一定的缓解。 以上就是全固态锂离子电池的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

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  • 你知道动力锂电池系统轻量化技术有哪些方面吗?

    你知道动力锂电池系统轻量化技术有哪些方面吗?

    人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如动力锂电池系统。目前,电动汽车使用的电池大多数是锂离子电池。单体电芯通过串、并联方式实现高电压和高能量的电池系统。过重的电池系统使电动汽车的续航能力与传统燃油汽车相比明显不足,有数据表明,电动汽车质量减10%能提高续驶里程5.5%。 一、提高单体电芯的能量密度 当前,中国用于电动汽车的电池主要使用磷酸铁锂和三元材料作为正极材料。磷酸铁锂电池由于其最佳的安全性能和循环寿命已被大规模工业化。国内许多电池工厂都选择生产这种类型的电池,例如深圳比亚迪和合肥国轩。然而,磷酸铁锂电池的比能较低(120〜170Wh / kg),而三元电池的比能较高(180〜220Wh / kg),可以更好地满足巡航的市场需求。 1使用大容量正极材料 阴极材料的容量和电压是限制电池能量密度的最重要因素。正极材料的质量占单个电池的40%至45%。因此,使用高工作电压和高容量阴极材料可以显着提高电池的能量密度。 通过混合镍,钴和锰的比例,三元镍钴锰酸锂(NCM)材料可以获得不同的材料性能。目前,三元锂离子电池的重要应用是NCM111和NCM523。镍钴锰三元材料的比例从1:1:1、5:2:3到6:2:2、8:1:1可以增加电极材料的克容量,从而制成高镍三元材料高容量。引起广泛关注。一般而言,三元材料中镍的比例越高,材料每单位质量贡献的能量越多,制得的电池的能量密度越高,但是电池的循环性能和稳定性降低。 铝酸锂镍钴(NCA)是另一种高镍三元材料。高镍含量使NCA的比容量更高,达到190Ah / kg。它是高能量密度锂离子电池最有希望的正极材料。一。镍钴铝酸锂的结构类似于三元NCM811体系,但铝掺杂后的材料稳定性和循环性能更好,已成功应用于电动汽车。 2使用大容量负极材料 在工业化的锂离子电池中,负极的质量约占电池质量的15%至20%。石墨的理论比容量为372mAh / g,是常用的负极材料,但是其电池能量密度的提高受到限制。硅阳极的理论比容量高达4200mAh / g,是石墨容量的10倍以上,已成为发展高容量阳极材料的热点。为了解决纯硅阳极材料的体积膨胀和循环不良的问题,一种方法是制备纳米硅材料,另一种方法是制备硅复合材料,硅/碳或硅氧复合材料。 另外,在使用过程中,将硅基负极材料与石墨负极混合,并且其添加量为约5%-10%,这在一定程度上降低了体积效应并提高了循环寿命。特斯拉的电池部分使用硅碳阳极,这为硅碳阳极在动力锂离子电池中的应用打开了序幕。在应用过程中,硅碳阳极用于过程控制,使用比例,电解质成分优化和电池。必须对结构设计进行系统研究,以满足动力锂离子电池的需求。 3提高极片中活性物质占比 通常,电池的正极和负极片的成分包括活性材料,导电剂和粘合剂。导电剂和粘合剂的比例降低,这增加了活性材料的比例并增加了单电池的能量。目前,碳纳米管,碳纤维,石墨烯等导电剂的应用可以有效降低导电剂的比例,从传统的3%-4%降低到0.5%-1%。索尔维(Solvay),阿塞玛(Acema)等粘接剂制造商正在开发具有更好粘接性能的新产品,将活性材料的比例提高到97%至98%,从而有效地提高了电池的能量密度。 4减轻电芯辅材质量 电池辅助材料包括正极和负极集电器,隔板材料和电池包装材料。在确保单电池安全性能的前提下,可以通过减小电池集电器的厚度,减薄隔膜的厚度或降低电池包装材料的质量来提高电池的能量密度。本文只能使您对动力锂电池系统有一个初步的了解。这对您入门很有帮助。同时,它需要不断总结,以便您可以提高自己的专业技能。也欢迎您讨论本文的一些知识点。

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  • 满足大规模储能产业化比较理想的全钒液流电池解析

    满足大规模储能产业化比较理想的全钒液流电池解析

    什么是全钒液流电池?随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如全钒液流电池。 首先,我们必须解决什么是液流电池。所谓的液流电池或氧化还原液流存储系统,可以追溯到1974年由美国国家航空航天局(NASA)资助的一个项目。与旧的储能铅电池相比,液流电池还处于年轻状态。如我们通常所知,电池具有包含活性材料的正极和负极。液流电池的活性材料以液体形式存在,并存储在两个大的储液罐中,每个储罐都由泵流动,并且还原和氧化反应在离子交换膜两侧的电极上发生。 因此,全钒液流电池应该是大规模储能工业化的理想技术。它可以用作大型储能以满足不同的储能需求,因为储能具有多种要求和多种形式,至少是能源类型和功率类型,例如满足重要的大规模可再生能源并网,调峰,在这些方面,长期最大容量的储能是最好的,也是最合适的,它可以做其他事情,因此它不具有突出的比较优势。 钒电池的结构和简单的工作原理包括正负电解液罐,水泵和中间的电池堆。该堆包括端板(绝缘框架),集电器(主要是铜),石墨板,碳/石墨毡电极和离子交换膜。其中,电极材料和离子交换膜是两个最重要的部分。工作时,正极和负极电解液罐分别容纳V4 +,V5 +和V2 +,V3 +水溶液。外部泵将两极的电解液压传递到电池组中,使半电池和液体储存箱循环,并在中间增加隔膜。当施加电压时,当电解质流过正电极和负电极的表面时发生的氧化还原反应用于存储能量。 钒电池的功能非常灵活,功率和体积可以独立设计和构思。额定功率的关键在于电池堆,可通过更改电池数量或电极面积来改善功率。体积的重要关键是钒离子的量,可以基于改善电解质的体积和钒离子的浓度来构建钒离子。对自然环境的高度适应性电池性能受环境温度影响较小。当环境温度完全恢复后,电池容量也可以完全恢复。该系统可以在全自动设备下以密闭方式工作,不会产生有机气体和废电解液。 我国探明的钒资源占世界总量的一半以上。有几个重要的来源:第一个来源是液晶副产品,其中70%以上的钒来自该来源。第二个来源是煤矿,这些煤矿特别大而且丰富。废料,电场中的部分炉渣灰,船上使用的重油渣的回收以及精炼催化剂的回收相对较大。每年可以获得超过10,000吨的钒,甚至有20,000至30,000吨。关键来源可能非常非常便宜且经济。 首先,钒电池的功能非常灵活,功率和容量可以独立设计。输出功率取决于电池堆,可以通过更改电池的数量或电极的表面积进行调整。容量主要取决于钒离子的量,这可以通过调节电解质的体积和钒离子的浓度来实现。其次,适应环境的能力很高。电池性能几乎不受温度影响。恢复温度后,可以完全恢复电池容量。该系统可以自动关闭工作,不会产生酸雾和废电解液。 全钒氧化还原液流电池利用不同价态钒离子之间的相互转化,通过存储和释放化学能来实现充放电过程。与目前使用非水电解质的储能电站锂离子电池主流电池不同,由于所有钒氧化还原液流电池的电解质离子都存在于水溶液中,因此大大降低了过热和爆炸的可能性,并提高了安全性。氧化还原液流电池的性能让它在电池领域脱颖而出。 大型和安全是钒电池的优势。这里必须提到所谓的竞争性定位问题。我认为根本没有竞争,因为储能需要多种级别,多种类型,不同尺寸和不同的技术,各有其优缺点,例如锂离子电池的成本已经非常低,技术已经完全成熟,也可以大规模生产。与全钒液流电池相比,锂离子电池的尺寸应较小,或者全钒液流电池的尺寸应较大。 在研究设计过程中,一定会有这样或着那样的问题,这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验,这样才能促进产品的不断革新。

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  • 关于大规模储能领域的重要补充技术的钠离子电池

    关于大规模储能领域的重要补充技术的钠离子电池

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的钠离子电池,那么接下来让小编带领大家一起学习钠离子电池。 钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐,相较于锂盐而言储量更丰富,价格更低廉。由于钠离子比锂离子更大,所以当对重量和能量密度要求不高时,钠离子电池是一种划算的替代品。 钠和锂属于同一主族,许多物理和化学性质相似,这也决定了钠离子电池发展的可能性。与锂离子电池相比,钠离子电池具有两个主要优点:第一,原材料成本低,并且不使用高价的稀有金属,例如锂和钴。钠的最大优点是它富含海水等资源,并且“取之不尽”。第二个是可以使用现有的生产过程。钠离子电池的工作机理与锂电池相同。电池公司现有的生产设备可以直接用于生产钠离子电池,因为基本上不需要设备投资,因此每个公司都可以轻松地将其用作生产的替代电池。迄今为止,钠离子电池发展面临的最大问题是能量密度和功率密度低,这也是限制其未来商业应用的最大问题。 必须找到锂离子电池的替代或替代储能技术。在这种情况下,具有与锂离子电池相似的工作原理的钠离子电池受到了研究人员的越来越多的关注。由于地壳中钠资源的丰富储备及其在全球范围内的广泛分布,钠离子电池具有大规模应用的巨大潜力。因此,钠离子电池可以作为锂离子电池在大规模储能领域的重要补充技术,具有重要的经济价值和战略意义。 但钠电池是一个新兴的产业,它可能还需要更多的研发才能绽放出时间的玫瑰。在目前的中国,钠电池的产业化的步伐正在加速。2019年1月,位于鞍山的辽宁星空钠电电池有限公司自主研发的钠离子电池近日进入量产阶段,世界上首条钠离子电池生产线投入运行,预计规模化生产后年产值超过100亿元。 对于钠离子电池,对正极材料的研究可谓竞争激烈。阴极材料不仅是改善钠离子电池性能的战场,还是限制钠离子电池成本的瓶颈。目前,关于钠离子电池的层状正极材料的研究很多,但大多数都含有过渡金属镍(Ni)或Co。Ni和Co是锂离子电池正极材料中广泛使用的元素,也用于钠中离子电池。降低成本的空间是有限的,因此Ni和Co并不是钠离子电池正极材料的首选元素。而且这些材料在空气中不稳定,容易吸收水或与水-氧气(二氧化碳)发生化学反应,这无疑会增加材料的生产,运输和存储成本,并会影响电池性能。 钠离子电池的优点大致如下:①钠资源储备丰富,分布均匀,成本低; ②钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似,且多数与锂离子电池生产设备兼容。铝和钠在低电位下不会发生合金化反应。便宜的铝箔可用于钠离子电池正极和负极的集流体; ④在固态电池中,可以设计双极电极并将其涂在同一铝箔的两面上。织物正负极材料,定期堆叠此类极靴,以在单个电池中获得更高的电压,并节省其他惰性材料以增加体积能密度; 因此,从产业状况的角度来看,目前钠电池的产业化仍处于起步阶段,许多研究成果只在大学和研究机构中流传。实际实施它们需要一定的时间。一些研究人员甚至说,在地球上的锂储备用完之前,钠离子电池根本没有机会。钠电池也可能像人工智能技术。他们一开始可能并不乐观,只能在学术学校中流传,但是也许有一天,它会突然发生变化并迅速进入这个行业。这是很有可能的,因此,具有远见的企业家和投资者实际上应该非常重视钠电池。 相信通过阅读上面的内容,大家对钠离子电池有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

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  • 你知道循环寿命为铅酸电池的四倍以上的铅炭电池吗?

    你知道循环寿命为铅酸电池的四倍以上的铅炭电池吗?

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的铅碳电池吗? 铅碳电池是将铅酸电池和超级电容器结合在一起的新型超级电池:它不仅利用了超级电容器的即时大容量充电的优势,而且还利用了铅酸电池的特定能源优势,并且具有非常好的充电和放电性能-可以在90分钟内充满电(如果以这种方式充电和放电,铅酸电池的寿命不到30倍)。此外,碳(石墨烯)的添加防止了负极的硫酸化,这改善了过去电池故障的原因,并延长了电池寿命。铅碳电池是使用内部并联连接的不对称超级电容器和铅酸电池的混合物。铅碳电池作为一种新型的超级电池,是铅酸电池和超级电容器的组合。具有电容和电池特性的双功能储能电池。 首先是快速充电,可将充电速度提高8倍;第二是放电功率增加了3倍;第三是循环寿命增加到6倍,充电循环次数达到2000次。第四是具有成本效益,这比铅酸电池的价格要低。改进,但是循环寿命大大提高了;第五,使用安全稳定,可广泛用于各种新能源,节能领域。此外,铅碳电池还利用了铅酸电池的比能优势,并具有很好的充放电性能,可以在90分钟内充满电(铅酸电池的寿命少于30倍)如果以这种方式充电和放电)。 铅碳电池的充电时间是铅酸电池的八分之一,循环寿命是铅酸电池的四倍以上。与锂电池相比,它还具有低温性能好,成本低,生产和回收工艺成熟等优点。性能也得到了很大的提高,铅碳电池在能源领域的工业应用存储已经开始成熟。 因此,可以同时发挥超级电容器的瞬时功率和大容量充电的优势,铅酸电池的能量优势可以在一小时内充满。具有良好的充放电性能。由于采用了铅碳技术,铅碳电池的性能远远优于传统的铅酸电池,可用于混合动力汽车,电动自行车等新能源汽车。它也可以用于新能源存储领域。如风力发电和储能。铅碳电池具有与传统铅酸电池相似的低成本优势和成熟的工业生产基础,并且在各个应用领域都具有很强的竞争优势。 正负极铅膏采用独特的配方和优化的固化工艺。正极活性物质抗软化能力强,深循环寿命好,活性物质利用率高;负极铅膏抗硫化能力强,容量衰减率低,低温启动性能好。 铅炭电池是一种特殊的电容型铅酸电池,传统的铅酸蓄电池单体是由一个二氧化铅正极板和一个海绵状铅负极板组成,而不对称超级电容器则是由二氧化铅正极板和碳负极板组成。由于二者有共同的正极板,因此可以将二者复合在同一电池体系内,即形成所谓的铅炭电池。 当电池在频繁的瞬时大电流充放电工作时,重要由具有电容特性的炭材料释放或接收电流,抑制铅酸电池的负极硫酸盐化,有效地延长了电池使用寿命;当电池处于长时间小电流工作时,重要由海绵铅负极工作,持续供应能量; 由于铅碳电池是在传统铅酸电池的基础上开发的,因此具有许多优点:一是快速充电,可将充电速度提高8倍; 第二是放电功率增加了3倍; 第三是循环寿命提高到6倍。 充电循环次数最多为2000; 第四,具有成本效益,高于铅酸电池的价格,但循环寿命大大提高。 第五,使用安全稳定,可广泛用于各种新能源和节能领域。 随着产量的增加,铅碳电池的成本将随着规模效应的增加而进一步下降,未来的应用前景将更加广阔。 以上就是铅碳电池的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

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  • 关于常见的UPS蓄电池的技术规格和优缺点分析

    关于常见的UPS蓄电池的技术规格和优缺点分析

    随着社会的快速发展,我们的UPS铅酸蓄电池也在快速发展,那么你知道UPS铅酸蓄电池的详细资料解析吗?接下来让小编带领大家来详细地了解有关的知识。 介绍UPS铅酸蓄电池的技术参数及优缺点。 UPS电池的质量与整个UPS系统的可靠性直接相关,但是电池是整个UPS系统中平均故障间隔时间(MTBF)最短的设备。如果用户可以正确使用和维护它,则可以延长其使用寿命,否则将大大缩短其使用寿命。电池类型通常包括铅酸电池,铅酸免维护电池和镍镉电池。 由于在酸添加过程中采用了特殊的生产技术和质量检查程序,因此可以确保每个电池的电解质饱和。电池的设计和制造使其在电池寿命期间无需添加任何电解质。 UPS电池的容量取决于电池中的活性物质含量,通常以Ah或mAh表示。例如,250Ah的标称容量(10hr,1.80V / cell,25°C)是指在25°C下用25A的电流放电10小时可将单个电池的电压降至1.80V的放电容量。 UPS动力电池基本上使用免维护铅酸电池。尽管不需要对表面进行维护,但是维护不善仍会影响其使用寿命。许多制造商已经进行了调查,大约30%的UPS电源故障实际上是电池故障。因此,维持UPS电源的关键是维护UPS电池。相比之下,UPS电池更敏感,需要在最高效率25°C的环境中工作。因此,在冬季和夏季,我们必须注意UPS的工作环境。高温会缩短电池寿命,低温不会达到标称延迟。 UPS电池正负极之间的电势差称为电池的额定电压。常见的铅酸蓄电池额定电压是2V、6V、12V三种,单体的铅酸蓄电池是2V,12V的蓄电池是由6个单体的电池串联而成的。UPS铅酸蓄电池是双向的,有两个状态,充电和放电,这个电流都是有限制的,不同的蓄电池,最大充放电电流不一样。电池充电电流一般以电池容量C的倍数来表示,举例来讲,如果电池容量C=100Ah,充电电流为0.15C,则为0.15×100=15A。 尽量避免过电流充电。过电流充电容易导致电池内部的正极板和负极板弯曲,并使板表面上的活性物质脱落,从而导致电池的可用容量下降。在严重的情况下,电池的内部极板会短路并损坏。尽量避免电池过电压充电。过电压充电通常会导致电池电解质中包含的水被电解分离成氢和氧并逸出,从而缩短了电池寿命。 电池是双向的,具有两种状态,即充电和放电。该电流是有限的。不同的电池具有不同的最大充电和放电电流。电池的充电和放电电流与系统有很大的关系。如果设计不当,将会影响系统的性能。充电电流与组件的功率有关。例如,对于一个系统,该组件为5kW,而UPS电池电压为48V,则最大电池充电电流约为100A。如果是最大电流为0.1C的普通铅酸电池,则电池容量至少为1000AH。如果它是最大电流为0.25C的铅碳电池,则电池容量至少为400AH。 UPS铅酸蓄电池作为一种电能存储装置,具有电动势高,充放电可逆性好,工作温度范围宽,原材料丰富廉价等特点,已得到广泛应用。铅酸电池虽然具有这些优点,但它们居于中心,铅酸电池的大规模应用也暴露出其缺点,例如由于其重量引起的计算机机房的承重问题,高维护要求,寿命相对较短,且毒性丰富。 普通电池的极板是由铅和氧化铅制成的,电解质是硫酸的水溶液。其主要优点是电压稳定,价格低廉。缺点是比能量低(即每千克电池存储的电能),使用寿命短和日常维护频繁。干式充电电池:其全称是干式铅酸电池。其主要特点是负极板具有很高的蓄电容量。在完全干燥的状态下,可以在两年内节省获得的功率。只需添加电解质并等待20-30分钟即可使用。 以上就是UPS铅酸蓄电池的有关知识的详细解析,需要大家不断在实际中积累经验,这样才能设计出更好的产品,为我们的社会更好地发展。

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  • 关于锂电池的防爆原理以及常见的防爆方法有哪些?

    关于锂电池的防爆原理以及常见的防爆方法有哪些?

    人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如锂电池。 锂电池是如何防爆的?锂电池防爆技术和防爆措施。锂电池一直潜藏着爆炸的危险。由于应用愈来愈广,爆炸事件也就层出不穷。其实,透过正确的锂电池组系统设计及电芯等级判定,锂离子电池是可以做到非常安全的。目前防爆线路及防爆电芯技术都已成熟,爆炸事件应该可以愈来愈少。 为了防止锂电池爆炸,首先是电池的质量控制。当时的电池系统完全能够在单电池中进行材料改性和电解质添加剂,以及出色的电池PACK技术和高效的电池管理系统,可最大程度地减少电池着火的可能性。特别是对于某些高端电动汽车,由于使用了多种方法来确保电池的稳定运行,因此很少发生电池着火事故。 第二是正确使用锂电池,并且不要超过其使用寿命。在技术手段上,当前的主要重点是为单个电池的每个组件开发新材料以及改进电池PACK技术。在电池PACK过程中,设计了一个热平衡系统,以确保电池组的整体温度均匀且不会局部过热。 锂是化学周期表中最小,活性最高的金属。由于其体积小,容量密度高,因此受到消费者和工程师的广泛欢迎。但是,化学性质过于活跃,带来极大的风险。当锂金属暴露在空气中时,它将与氧气剧烈反应并爆炸。为了提高安全性和电压,科学家发明了石墨和钴酸锂等材料来存储锂原子。这些材料的分子结构形成了一个小的纳米级存储网格,可用于存储锂原子。这样,即使电池壳破裂并且氧气进入,氧气分子也太大而无法进入这些小型蓄电池,因此锂原子不会与氧气接触并避免爆炸。锂离子电池的这一原理使人们能够在实现高容量密度的同时实现安全性。 凭借防爆技术,锂电池已成为便携式电子产品的首选。这样的电池具有高容量密度和有竞争力的价格,并且有望在未来几年内继续成为市场的主流。但是,锂电池始终隐藏着爆炸的危险。随着它们的应用越来越广泛,爆炸事件也层出不穷。目前,防爆电路和防爆电池技术已经成熟,爆炸应越来越少。 防爆方法,给锂电池充电时,必须设定充电电压的上限和放电电压的下限。理想值分别为4.2V和2.4V,因此可以同时考虑寿命,容量和安全性;其他当前的上限也非常必要。最好的方法是制定电池维护电路板计划。尽管这将增加锂电池的制造成本,但是对于安全使用锂电池而言是必需的。所有常规锂电池制造商都无法避免这一计划。 锂电池的保护应包括充电电压上限,放电电压下限和电流上限三项。通常,在锂电池组中,除了锂电池芯外,还会有一块保护板,主要提供这三种保护。但是,保护板的这三个保护显然是不够的。全球锂电池爆炸事件仍然很频繁。为了确保电池系统的安全,必须更仔细地分析电池爆炸的原因。 在充电和放电时,除了电压限制外,电流限制也是必要的。当电流太大时,锂离子将没有时间进入蓄电池,并且会积聚在材料表面。这些锂离子获得电子后,它们将在材料表面产生锂原子晶体,这与过度充电相同,这很危险。如果电池盒破裂,则会爆炸。 因此,对锂离子电池的保护,至少要包含:充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂电池组内,除了锂电池芯外,都会有一片保护板,这片保护板主要就是提供这三项保护。但是,保护板的这三项保护显然是不够的,全球锂电池爆炸事件还是频传。要确保电池系统的安全性,必须对电池爆炸的原因,进行更仔细的分析。 本文只能带领大家对锂电池有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。

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  • 适用于牵引应用和模块化变换器设计的全碳化硅MOSFET

    适用于牵引应用和模块化变换器设计的全碳化硅MOSFET

    随着全球多元化的发展,我们的生活也在不断变化,包括我们接触过的各种电子产品。然后,您一定不知道这些产品的某些组件,例如现在的碳化硅mosFET器件。碳化硅功率器件近年来越来越广泛应用于工业领域,受到大家的喜爱,不断地推陈出新,大量的更高电压等级、更大电流等级的产品相继推出,市场反应碳化硅元器件的效果非常好,但似乎对于碳化硅元器件的普及还有很长的路要走。 三菱电机开发了一种新型全碳化硅mosFET器件,它的额定电流为3.3 kV / 750A。它使用最新的LV100封装,特别适合于牵引应用和模块化转换器设计。下面,本文将重点介绍这种全碳化硅器件,并详细说明其在牵引应用中的优势。基于碳化硅材料的功率器件被认为是现代功率电子技术的一项重大创新。与传统的硅基器件相比,碳化硅器件的设计可以实现更高效,更紧凑的转换器,从而降低能耗并使用高成本的材料。 在过去的20年中,三菱电机开发并商业化了具有不同电压等级的碳化硅功率器件,这些器件已用于各种应用中。目前,由于在机车牵引和其他应用中碳化硅器件的现场应用方面的多年经验,三菱电机已开发出新的新型全碳化硅2单元MOSFET模块FMF750DC-66A,额定电压为3.3。电流为750 A,特别适合于高性能牵引变流器和柔性变流器的设计。 由于具有快速的开关瞬态特性,所有碳化硅器件都需要具有低杂散电感的合适封装。 FMF750DC-66A的电压和功率水平使用最先进的封装技术:LV100封装。封装的内部杂散电感小于10 nH,并且具有简单并联的特性。此外,封装的内部设计可确保模块内部芯片之间的最佳电流分配。 与Si器件相比,SiC(碳化硅)具有三个优点:更高的击穿电压强度;较低的损失;更高的热导率。这些特性意味着SiC器件可用于高压,高开关频率和高功率密度应用。随着SiC模块的功率制造水平的提高,SiC将变得越来越适合用于电动车辆驱动器的半导体器件。 SiC器件的使用是实现电动汽车驱动器高功率密度的有效手段。目前,将SiC功率模块应用于电机驱动逆变器的研究越来越多。丰田汽车公司已将SiC功率模块应用于混合动力汽车。 由于SiC器件具有低损耗特性,因此与Si器件相比,SiC器件仅需要较小的芯片面积即可实现相同的输出功率。同时,SiC器件可以在高频下工作,这有助于减小功率器件周围的无源器件的体积。在相同的功率水平下,联合电子公司开发的SiC逆变器的体积是批量生产的Si逆变器的一半以上。 所有碳化硅器件的另一个重要优点是降低了开关损耗,这也得益于单极器件的特性。这种类型的设备没有反向恢复和尾电流,因此与基于硅的双极型设备相比,它大大降低了开关损耗并允许更高的开关频率。设备开启,关闭和反向恢复期间的总功耗。与硅基IGBT相比,所有碳化硅MOSFET模块的开关损耗降低了80%至90%。 SiC-MOSFET是碳化硅功率电子器件研究中最关注的器件。如今,当Si材料接近理论性能极限时,SiC功率器件因其高耐压,低损耗和高效率而一直被视为“理想器件”。但是,与以前的硅材料器件相比,SiC功率器件的性能和成本之间的平衡以及对高科技的需求将成为SiC功率器件真正普及的关键。 较高的开关频率允许转换器制造商在电网滤波器设计中使用较高的谐振频率,因此将减少LCL滤波器所需的电感和电容,从而减小尺寸,成本和损耗,并实现转换器的更多动态控制。另外,对于机器侧逆变器或DC-DC转换器,较高的开关频率允许设计更紧凑的高速驱动器和中频转换器。 在研究和设计过程中,可能会存在这样或那样的问题,这要求我们的科研工作者不断总结设计过程中的经验,以促进持续的产品创新。

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  • 关于IGBT的工作原理以及它的优缺点分析,你了解吗?

    关于IGBT的工作原理以及它的优缺点分析,你了解吗?

    什么是绝缘栅双极型晶体管?在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的绝缘栅双极型晶体管,那么接下来让小编带领大家一起学习绝缘栅双极型晶体管。 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)又称绝缘栅双极型晶体管,是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 其输入极为MOSFET,输出极为PNP晶体管,因此,可以把其看作是MOS输入的达林顿管。它融合了MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点,具备易于驱动、峰值电流容量大、自关断、开关频率高 (10-40 kHz) 等特点,已逐步取代晶闸管和GTO(门极可关断晶闸管),是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。广泛应用于小体积、高效率的变频电源、电机调速、 UPS 及逆变焊机当中。 GTR饱和压降低,载流密度大,但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小,开关速度快,但导通压降大,载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点,驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 IGBT由栅极(G)、发射极(E)和集电极(C)三个极控制。如图1,IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,给PNP晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。由图2可知,若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压,则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V,则MOSFET截止,切断PNP晶体管基极电流的供给,使得晶体管截止。 当前,世界上各大公司已把IGBT发展到第三代、第四代,IGBT器件早已完成集成化、模块化,模块的简化电路与GTR模块相似,其驱动电路也已完成模块化。其导通压降可在1.5~开2.0V范围,关断时间为0.2~0.3pus, 其额定电压和电流等级也在不断提高。在中小容量的变频器中1GBT已经取代了GTR,在多电平(如三电平)、高电压的变频器中也广泛使用。 双极晶体管具有优异的低正向导通压降特性,虽然可以得到高耐压、大容量的元件,但是它要求的驱动电流大,控制电路非常复杂,而且交换速度不够快。IGBT正是作为顺应这种要求而开发的,它是由MOSFET(输入级)和PNP晶体管(输出级)复合而成的一种器件,既有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的特点(控制和响应),又有双极型器件饱和压降低而容量大的特点(功率级较为耐用),频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十KHz频率范围内。 如果IGBT栅极与发射极之间的电压,即驱动电压过低则IGBT不能稳定的工作,如果过高甚至超过栅极—发射极之间的耐压,则IGBT可能会永久损坏。同样,如果IGBT集电极与发射极之间的电压超过允许值,则流过IGBT的电流会超限,导致IGBT的结温超过允许值,此时IGBT也有可能会永久损坏。 因为IGBT工作时,其漏极区(P区)将向漂移区(N区)注入少数载流子一 空穴,则在漂移区中存储有少数载流子电荷;当IGBT关断(栅极电压降为0)时,这些存储的电荷不能立即去掉,从而IGBT的漏极电流也就相应地不能马上关断,即漏极电流波形有一个较长时间的拖尾关断时间较长(10~50ms)。 基于这些优异的特性,IGBT一直广泛使用在超过300V电压的应用中,模块化的IGBT可以满足更高的电流传导要求,其应用领域不断提高,今后将有更大的发展。IGBT的结构与特性:如图1所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构, N+区称为源区,附于其上的电极称为源极(即发射极E)。N基极称为漏区。器件的控制区为栅区,附于其上的电极称为栅极(即门极G)。 相信通过阅读上面的内容,大家对绝缘栅双极型晶体管有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

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  • 关于大功率 IGBT模块的特点以及发展趋势,你了解吗?

    关于大功率 IGBT模块的特点以及发展趋势,你了解吗?

    在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的大功率 IGBT模块吗? 功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心,主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等,是电子装置中电能转换与电路控制的核心。功率半导体器件种类众多,按集成度可分为功率IC、功率模块和功率分立器件三大类,其中功率分立器件中MOSFET、功率二极管、IGBT占比较大,是最主要的品类。 绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是在金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和双极晶体管(Bipolar)基础上发展起来的一种新型复合功率器件,具有MOS输入、双极输出功能。IGBT集Bipolar器件通态压降小、载流密度大、耐压高和功率MOSFET驱动功率小、开关速度快、输入阻抗高、热稳定性好的优点于一身。作为电力电子变换器的核心器件,为应用装置的高频化、小型化、高性能和高可靠性奠定了基础[1]。 单一功能型的大功率igbt驱动保护电路一般是由光耦和功率缓冲器构成, hcpl-3150如等,如图1所示.它将普通控制信号的 ttl/cmos 输入电平信号转变为正负十几伏的 igbt 门 极驱动输出电平,正负电平的幅值取决于隔离电源.工程师进行设计时可将它配上隔离电源电路,死区控制电路,逻辑处理电路,门极驱动 电阻等,就可直接驱动 igbt,形成最简单的大功率 igbt 驱动保护电路;也可以自己配上一些 外围电路形成多功能型驱动器. 单一功能型的大功率 igbt 驱动保护电路的最大优点是应用灵活,成本较低. 自IGBT商业化应用以来,作为新型功率半导体器件的主型器件,IGBT在1—100kHz的频率应用范围内占据重要地位,其电压范围为600V—6500V,电流范围为1A—3600A(140mm x 190mm模块)。IGBT广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。 多功能型的大功率 igbt 驱动保护电路除了提供直接驱动 igbt 的功能之外,还可以提供 完善的保护功能,如 hcpl-316j, m57962 等,如图 2和图 3所示,它们一般采用混合厚膜 封装技术或者采用集成封装技术, 可以直接兼容 cmos/ttl 电平.工程师进行设计时一般只需 要配上隔离电源电路,死区控制电路,逻辑处理电路,门极驱动电阻等,就可以成为一个较 为完整的大功率 igbt 驱动保护电路. 目前,世界各大功率半导体公司对IGBT的研发热潮日益高涨,研究步伐和技术革新日益加快,IGBT芯片的设计与生产厂家有英飞凌(Infineon)、 ABB、三菱(Mitsubishi Electric)、Dynex(中国南车,CSR)、IXYS Corporation、International Rectifier、Powerex、Philips、Motorola、Fuji Electric、Hitachi、Toshiba等,主要集中在欧、美、日等国家。因为种种原因,国内在IGBT技术研究开发方面虽然起步较早,但进展缓慢,特别是在IGBT产业化方面尚处于起步阶段,作为全球最大的IGBT应用市场,IGBT模块主要依赖进口。 目前 igbt 的开通电压一般采用+15v 电压源驱动, 有人已经提出发展恒流源驱动的方法, 认为可以克服 igbt 的"米勒"电容效应,使 igbt 的导通更加可靠.igbt 的关断电压从最初的 0 v,到后来的-7v 左右,低频下普遍使用-15v. 商用IGBT的体结构设计技术的发展经历了从穿通(Punch Through,PT)到非穿通(Non Punch Through,NPT),再到软穿通(Soft Punch Through,SPT)的过程,如图3所示[3]。而在穿通结构之前,IGBT的体结构是基于厚晶圆扩散工艺的非穿通结构,背部空穴的注入效率很高,由于器件内部的寄生晶闸管结构,IGBT在工作时容易发生闩锁,因此很难实现商用。随着外延技术的发展,引入了N型缓冲层形成穿通结构,降低了背部空穴注入效率,并实现了批量应用,但由于外延工艺的特点,限制了高压IGBT的发展,其最高电压等级为1700V。 以上就是大功率 IGBT模块的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨。

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  • 关于开关电源转换器中的SiC器件的性能,你了解吗?

    关于开关电源转换器中的SiC器件的性能,你了解吗?

    随着社会的飞速发展,我们的碳化硅场效应晶体管也在迅速发展,那么您知道碳化硅场效应晶体管的详细分析吗?接下来,让小编带领您学习更多有关的知识。 在过去的几十年中,半导体行业采取了许多措施来改善硅基MOSFET(寄生参数),以满足开关转换器(开关电源)设计者的需求。行业效率标准的双重作用和市场对效率技术的需求导致对可用于构建更高效,更紧凑的电源解决方案的半导体产品的巨大需求。这需要宽带隙(WBG)技术设备,例如碳化硅场效应晶体管(SiC MOSFET)。 第一代半导体材料主要是指广泛使用的硅(Si)和锗元素(Ge)半导体材料,包括集成电路,电子信息网络工程,计算机,移动电话,电视,航空航天,各种军事工程和快速发展的半导体。新能源和硅光伏产业得到了极为广泛的应用。第二代半导体材料主要是指砷化镓(GaAs)和锑化铟(InSb)等化合物半导体材料,主要用于生产高速,高速,高频,高功率和发光电子设备(LED)。高性能微波,毫米波设备和发光设备的优良材料。硅基器件在600V以上的高压和大功率应用中已达到其性能极限;为了提高高压/大功率器件的性能,诞生了第三代半导体材料SiC(宽带隙)。 它们可以提供设计人员所需的较低寄生参数,以满足开关电源(SMPS)的设计要求。推出650V碳化硅场效应晶体管器件后,它可以补充以前仅1200V碳化硅场效应器件的设计要求。碳化硅场效应晶体管(SiC MOSFET)之前从未考虑过硅场效应晶体管(Si MOSFET)。应用变得更具吸引力。 SIC材料具有明显的性能优势。 SiC和GaN是第三代半导体材料。与第一代和第二代半导体材料相比,它们具有更宽的带隙,更高的击穿电场和更高的导热率。它们也被称为广泛禁止。对于半导体材料,它特别适用于5G射频设备和高压功率设备。 碳化硅MOSFET越来越多地用于千瓦级功率级应用,涵盖电源,服务器电源以及电动汽车电池充电器快速增长的市场。碳化硅MOSFET之所以如此具有吸引力,是因为它们具有比硅器件更好的可靠性。内部二极管的使用,例如图腾电源的连续传导模式(CCM)功率因数校正(PFC),是在因数校正器的硬开关拓扑中设计的,可以充分利用碳化硅MOSFET。 SIC功率器件(例如SICMOS)的导通电阻低于基于Si的IGBT。这反映在产品上,这意味着减小了尺寸,从而减小了尺寸,并且开关速度很快,并且功耗与传统电源相比。设备应大大减少。 碳化硅CoolSiC器件的体二极管的正向电压(VF)是硅CoolMOS器件的正向电压的四倍。如果未相应调整电路,则谐振LLC转换器的效率在轻负载下可能会下降多达0.5%。设计人员还应注意,如果要在CCM Totem PFC设计中实现最高峰值效率,则必须通过打开碳化硅MOSFET通道而不是仅使用体二极管来增加电压。 需要注意的一个问题是确保不允许栅极-源极关断电压(VGS)变得太负。理想情况下,不应施加负关断电压,但在实际设计电路时,设计工程师应在原型生产过程中进行检查,以减少电路电压振荡,并且不让振荡电压影响栅极-源极关断电压 。变为负值。当VGS低于-2V并且持续时间超过15ns时,栅极阈值电压(VGS(th))可能会漂移,从而导致RDS(on)的增加和整个应用生命周期中系统效率的降低。 SiC是一种宽带隙材料,其击穿场强比Si基半导体材料更适合大功率应用场合;高功率利用效率:SiC是一种宽带隙材料,其击穿场强优于Si基半导体材料。半导体材料更适合大功率应用场景;无效热量低:开关频率高且速度快,从而减少了无效热量并简化了电路和冷却系统。以上是对碳化硅场效应晶体管相关知识的详细分析。我们需要继续积累实践经验,以设计更好的产品和更好地发展我们的社会。

    数字电源 转换器 开关电源 SiC器件

  • 能量密度将达到锂电池两倍的固态电池发展概况

    能量密度将达到锂电池两倍的固态电池发展概况

    什么是固态电池?随着全球多样化的发展,我们的生活也在不断变化着,包括我们接触的各种各样的电子产品,那么你一定不知道这些产品的一些组成,比如固态电池。 固态电池公司如雨后春笋般出现在国内外。许多世界知名的汽车公司在2017年宣布,所有固态锂电池将在2020年至2025年间量产并投放汽车。许多研究人员和公司认为,与锂硫,锂空气,铝,镁电池和不存在的石墨烯电池相比,所有固态金属锂电池都是取代现有高能量密度锂离子的最有可能的候选技术。电池的能量密度预计为现有锂离子电池的2至5倍,具有更长的循环性和使用寿命,更高的倍率性能,并可能从根本上解决现有液体电解质锂离子电池的安全性问题。 全固态锂电池是一种使用固态电极材料和固态电解质材料且不含任何液体的锂电池。它主要包括全固态锂离子电池和全固态金属锂电池。不同之处在于前者的负极不包含金属锂,而后者的负极为锂金属。在当前的各种新电池系统中,固态电池使用新的固体电解质来替代当前的有机电解质和隔膜,这些有机电解质和隔膜具有高安全性,高体积能量密度,并且可与不同的新高比能量电极系统兼容(例如锂硫系统,金属-空气系统等)具有广泛的适应性。 QuantumScapehas一直在研究固体电解质大约十年。此前,该项目是从斯坦福大学的实验室中剥离出来的,并获得了美国能源部的一些资助。 QuantumScape表示,与传统锂离子电池相比,其固态电池将使电动汽车的续航里程增加80%。此外,经过800个充电周期,仍然可以保持80%以上的容量。在安全方面,固态电池没有着火的危险。体积能量密度将超过每升1,000瓦时,几乎是商用锂离子电池组密度的两倍。 当然,在液体电解质电池中,并非液体电解质所占据的全部体积都参与有效的离子传输。从理论上讲,如果具有高离子电导率的固体电解质能够以超薄膜的形式生长在活性颗粒的表面上,则电池中固体电解质的体积比例也可能低于液体电解质电池的比例。有必要开发新材料和新制造工艺,并深入研究离子传输通道和传输特性,以确定它们是否可以满足应用要求。没有相关的报告。 传统锂离子电池采用有机液体电解液,在过度充电、内部短路等异常的情况下,电池容易发热,造成电解液气胀、自燃甚至爆炸,存在严重的安全隐患。而很多无机固态电解质材料不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,聚合物固体电解质相比于含有可燃溶剂的液态电解液,电池安全性也大幅提高。 采用固态电解质,有可能部分解决这些问题。例如,采用PEO-LITFSI的软包电芯,直接使用金属锂箔作为负极(实际上该电池正极也提供锂源),采用磷酸铁锂正极,能量密度可以达到190~220 W·h/kg,高于目前液态电解质磷酸铁锂的锂离子电池150~180 W·h/kg的水平。 固体锂电池的负极可以是金属锂,电池能量密度有望达到300〜400Wh / kg甚至更高。其电化学稳定性窗口可以达到5V以上,可以匹配高压电极材料,进一步提高质量能密度。没有液体电解质,隔膜减少了电池的重量,压缩了电池的内部空间,并增加了体积能量密度。提高了安全性,简化了电池壳和冷却系统模块,提高了系统能量密度。 目前,固态电池有两个研究和开发方向。一种是锂离子电池的固态化。在这个方向上其他行业也有成熟的解决方案,但是锂电池的接枝需要二次研究和开发。国外生产固体电解质的公司很少,而在中国则没有,这在一定程度上限制了固态电池的研究和发展。长期以来一直由国内大学和研究机构进行采样,但大多数仍处于能量比达到标准的水平,并且循环次数只有几百次。本文只能使您对固态电池有一个初步的了解。这对您入门很有帮助。同时,您需要继续进行总结,以便提高您的专业技能。也欢迎您讨论本文中的一些知识点。

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  • 你知道18650锂离子电池的优缺点以及发展趋势吗?

    你知道18650锂离子电池的优缺点以及发展趋势吗?

    在生活中,你可能接触过各种各样的电子产品,那么你可能并不知道它的一些组成部分,比如它可能含有的18650圆柱形锂离子电池,那么接下来让小编带领大家一起学习18650圆柱形锂离子电池。 作为世界上最成熟的液态锂离子电池,18650圆柱型锂离子电池广泛应用于移动终端设备,特别是平板电脑和智能手机,无论是单电池还是电池组。但是,18650电池的结构特性不可避免地会产生一些缺陷。自从宣布爆炸事故以来,这是由于18650年锂离子电池(组)短路引起的:如果使用不当或自行设计问题,因为该电池将构成锂离子电池(组) )内部压力太大。在泄漏压力的情况下,电池硬壳(钢或铝壳)的压力会导致电池壳爆炸。 18650电池寿命理论是充电1000个循环。由于单位密度的容量大,因此大多数用于笔记本电脑电池。另外,由于18650在工作中具有非常好的稳定性,因此被广泛用于各种电子领域:经常用于高端强光手电筒和便携式电源,无线数据传输器,电加热保暖衣服,鞋子,便携式仪器,便携式照明设备,便携式打印机,工业仪器,医疗仪器等。 18650是锂离子电池的鼻祖,这是日本索尼公司为了节省成本而采用的标准锂离子电池。18为直径18mm,65为长度65mm,0为圆柱形电池。普通的18650电池分为锂离子电池、锂铁磷酸盐电池。锂离子电池的公称电压为3.7v,充电截止电压为4.2v,磷酸铁锂离子电池的公称电压为3.2v,充电截止电压为3.6v,一般容量为1200mAh-3000mAh,一般容量为2200mAh-2600mAh。 容量大18650锂离子电池的容量一般为1200mah~3600mah之间,而一般电池容量只有800mah左右,假如组合起来成18650锂离子电池组,那18650锂离子电池组是随随便便都可以突破5000mah的。 目前,移动电源产品使用锂离子电池作为储能单元。这种锂离子电池有两条技术路线。一种是液态锂离子电池。所谓的18650锂离子电池是根据其18mm直径和65mm高度的规格;另一种是聚合物锂离子电池,一般设计为方形锂离子电池。 一般认为,如果锂离子电池的空载电压低于3.0v,则认为电池已没电(具体值由电池保护板的阈值确定,例如低至2.8v,3.2v)。大多数锂离子电池无法在低于3.2v的空载电压下放电,否则过放电会损坏电池(通常,市场上的锂离子电池只能使用带有保护板的电池,因此过放电也会造成保护盖。无法检测到电池,因此无法为电池充电)。 高安全性能18650锂离子电池具有高安全性能,不爆炸,不易燃;无毒,无污染,并已通过RoHS商标认证;一次即可实现各种安全性能,循环次数大于500;耐高温性能,在65度下放电效率为100%。为了防止电池短路,将18650锂离子电池的正极和负极分开。因此,短路现象可能已减少到极限。可以安装保护板以防止电池过度充电和过度放电,这也可以延长电池的使用寿命。 聚合物锂离子电池还可以用作许多设备的电驱动器,因为它们可以是任何形状。将其应用于移动电源可以满足用户对移动电源的小型化和精炼的需求。但是,聚合物锂离子电池制造成本更高,因为它们使用的材料与液态锂离子电池不同。 18650锂离子电池的最大缺点是体积固定,并且在某些笔记本电脑或某些产品中安装时位置不佳。当然,与其他聚合物锂离子电池相比,该缺点也可以说是一个优点。就锂离子电池的可定制和可变尺寸而言,这是不利的。对于具有指定电池规格的某些产品,它已成为一个优势。相信通过阅读上面的内容,大家对18650圆柱形锂离子电池有了初步的了解,同时也希望大家在学习过程中,做好总结,这样才能不断提升自己的设计水平。

    电源-能源动力 锂离子电池 18650 锂铁磷酸盐电池

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