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什么是线性稳压器的效率计算方法？

你会线性稳压器的效率计算吗?现在说明线性稳压器的效率和热计算。如前述，这是使用线性稳压器所必须探讨的事项。线性稳压器的效率效率的定义为转换输出功率对所输入功率的比，通常以%显示。这在开关稳压器方面也一样。以下公式中，输入电流IIN所含的ICC是IC本身的消耗电流。但是，因其值小，所以负载电流大时可以忽视。此时，因可以使输入与输出的电流相同，所以只要纯粹以输入电压除输出电压便可以计算。图24例中，5V转换成3.3V的效率为64%。近年来开关稳压器的效率在80%～90%以上，因此64%非常低了。在这里，我们试着将图24例的输入电压5V变更为3.6V看看。5V可以看成是系统电压，而3.6V则是锂离子二次电池的电压。在这种条件下的效率居然有89%。也就是说，即使是线性稳压器，如果输入和输出的电压差小的话效率也是变高，可以获得相同于开关稳压器的高效率。首先，看图25便一目了然，如果VIN接近压差电压VDROPOUT的话，功率损耗会减少，效率会变高。如果是这样的条件，则LDO的贡献度就变得非常高。这种条件下，由于输出输入差为0.3V，线性稳压器的选择为LDO，而且是压差电压为0.3V以下的LDO。标准型线性稳压器无法支持这种条件，如果硬要使用标准型的话，输入电压必须在6.3V以上(压差电压设为3V)，而且无法处理最初的5V输入条件。此外，效率也会降为52%。反之，从12V制作5V时，不管是LDO或是标准型，效率或损耗都不会改变。线性稳压器的效率依赖输出输入电压差。对于可以将输出电压差降到多小，虽然与压差电压有关系，不过与效率没有直接关系可以从公式中压差电压一项清楚得知。此点请勿混淆。关键要点：・效率是功率转换效率的意思，线性稳压器和开关稳压器。・线性稳压器如果如果总结条件的话，也可获得与开关稳压器相同的效率。・图25：如何将功率损耗降至最少，是提升线性稳压器效率的关键。线性稳压器的热计算热计算需要功率损耗、封装的热阻、以及周围温度等信息。功率损耗与效率计算的计算方法相同，纯粹为输出输入电压差和输入电流相乘的值。热阻应该有记载技术规格，没有时则有必要询问厂商。基本上使用芯片(接合面Junction)和周围(Ambient)间的热阻、θja。尽管有些IC可提供到外壳的热阻θjc，然而还是得求到θja为止的热阻。最后是周围温度，这个可以根据整机的额定值来推算，如以50℃来估算也可。如果要求条件较高时，须进行实测。想法如下，可以根据功率损耗和热阻求IC芯片的发热后再加入周围温度后求芯片的温度，确认已计算的Tj(芯片温度)是否没有Tjmax(芯片温度的最大额定)。如果已超过Tjmax时须变更任一条件。前项已经说明，并非全部都能如规格般使用，依据输出输入电压、输出电流、周围温度而受到限制。一般来说，超过额定而可以变更输入电压或输出电压的例子应该不多。或许可以减少负载电流(输出电流)来作为处理方式。此时，接受功率供给的装置须尽量选择消耗电流少的。其他可能的方法还有降低周围温度。例如，从自然对流空冷变更为风扇冷却、已有风扇的话就提升冷却能力、重新评估对流等。此外，虽然还有在线性稳压器安装散热片来降低热阻及减低发的方法，不过散热片的成本和尺寸想必是很大的探讨事项。而且，在提升电源效率减少发热的观点上可以考虑使用下一项所说明的开关稳压器。关键要点：・探讨不超过TjMAX(最大额定)的重要项目。・调整需要在Ta和发热(功率损耗×热阻)间进行权衡。以上就是线性稳压器的效率计算解析，希望能给大家帮助。

时间：2020-10-27 关键词：开关稳压器锂离子线性稳压器
华为公布柔性锂离子电池专利

8月26日消息企查查 APP 显示，华为技术有限公司于 2020 年 8 月 25 日公布一种弹性集流体及其制备方法、电池电极极片和柔性锂离子电池专利，该专利申请时间为 2016 年 12 月 6 日。 IT之家了解到，专利摘要显示，该发明提供了一种弹性集流体，包括弹性聚合物衬底以及设置于所述弹性聚合物衬底上的导电层，所述导电层具有褶皱结构，所述导电层的材料包括金属和 / 或碳材料，该弹性集流体具有高柔韧性与高循环稳定性，将该弹性集流体用于锂离子电池电极片的制备，能够有效避免因极片机械形变和活性物质内部膨胀造成的极片 “掉粉”现象。该发明还提供了该弹性集流体的制备方法和采用该弹性集流体的电池电极极片和柔性锂离子电池。

时间：2020-09-14 关键词：华为电池专利柔性锂离子
紧急呼叫系统，汽车系统使用锂离子电池、还是磷酸铁锂电池好？

欧洲议会的eCall监管法律于2015年通过，并于2018年4月生效，要求在欧洲市场上发布的所有汽车都必须配备eCall。由于eCall系统的特点，使得系统独立、可靠和免维护，且让其自有电池独立于汽车电池很重要。电池必须有足够的能量进行10分钟的通话，在初始通话后保持在蜂窝网络上连接60分钟，并可随时操作。本应用中使用的最常见的电池化学物质是锂离子（Li离子）和磷酸铁锂（LiFePO4）。LiFePO4电池更安全，因为它们具有更高的热失控温度，但具有更高的自放电，这可能导致其使用一段时间后出现平衡问题。锂离子电池具有较高的能量密度，但需要保护电路才能安全地工作。表1对比了LiFePO 4和Li离子电池。锂离子具有较高的密度，并已用于空间有限的应用，以满足运行时间要求。表1：LiFePO4和锂离子电池之间的比较图1是使用单节LiFePO 4或Li离子电池的典型eCall系统的功率树图。正如您所看到的，需要一个DC / DC降压转换器将汽车电池电压从12V降至5V。然后，5V电源轨的线性充电器可对电池充电，而5V电压轨的电源轨可提供GSM（全球移动通信系统）模块、MCU、GPS模块和音频放大器。 e 1：LiFePO 4和Li离子电池之间的比较图1：eCall系统功率树图（图片由Chris Glaser提供，BMS Deep Dive 2015）作为电池管理解决方案的一个示例，bq25071-Q1可为LiFePO4电池充电，而bq24081-Q1和bq24075-Q1则可为锂离子电池充电。所有这三个设备都是汽车Q100级，具有诸如欠压、过压、短路和热保护的集成安全特性，这有助于确保安全的充电操作。bq27441-G1使用TI专利的Impedance Track™算法进行电池电量测量，并有助于最大限度地延长电池寿命。对于其它安全保护，bq29700在高放电/充电电流操作或电池过充电条件期间，为过流保护提供精确的监视和触发阈值。由于eCall在汽车上成为强制性要求，TI准备提供一个完整的全包解决方案，以支持一个独立可靠的eCall系统。

时间：2020-08-11 关键词： ecall 磷酸铁锂锂离子
可防止过电流和过充电的表面贴装锂离子电池保护器，你知道吗？

什么是可防止过电流和过充电的表面贴装锂离子电池保护器?它有什么作用?全球领先的电路保护、功率控制和传感技术制造商Littelfuse, Inc. (NASDAQ: LFUS)今日宣布推出ITV系列三端子表面贴装锂离子电池保护器，该系列产品旨在防止过电流和过充电造成的损坏。创新的设计可实现快速响应，提供可靠性能，可在电池组过充电或过热之前中断充电或为电路放电。 ITV系列表面贴装锂离子电池保护器 Littelfuse ITV系列产品提供5种紧凑型表面贴装封装，其额定电流为12A、15A、30A和45A。 “ITV系列是我们锂离子电池保护产品系列的重要补充，适合需要12A至45A额定电流的客户应用。”Littelfuse全球产品经理Stephen Li表示。 “其作用机制是：当发生过电流问题时，嵌入式保险丝元件会切断电路。一旦IC或FET检测到过充电，直接嵌入保险丝元件下方的加热器元件会产生足够的热量来烧断保险丝。” 强大的过流/过压保护结合表面贴装封装，适合以下应用中的锂离子电池组： Ÿ电动工具 Ÿ机器人电器 Ÿ电动自行车和电动踏板车 Ÿ不间断电源(UPS) Ÿ紧急广播和紧急呼叫系统 Littelfuse ITV系列电池保护器具有下列重要优势： Ÿ创新的三端子保险丝设计可防止过电流和过充电造成的损坏。 Ÿ支持表面贴装，可提高组装效率。 Ÿ低内阻最大程度地降低了功率损耗。 ŸUL和TUV认证有助于达到行业标准。 Ÿ环保组件符合ROHS标准，且不含卤素。以上就是可防止过电流和过充电的表面贴装锂离子电池保护器解析，希望能给大家帮助。

时间：2020-08-03 关键词：电池 littelfuse 锂离子
全球竞争激烈西澳锂产量将强劲增长

澳大利亚和智利是世界上最大的两个锂矿开采国。然而，由于不同的地质和气候条件，它们在生产锂的方式上有很大不同。下面就随汽车电子小编一起来了解一下相关内容吧。西澳大利亚的Greenbushes矿山供应了世界锂矿的三分之一。其生产过程包括开采硬岩，并进行现场初步处理，包括破碎，研磨和浮选。智利的锂矿需要从盐湖中提取富锂盐水。盐水在蒸发池中浓缩几个月，然后进行现场初步处理。智利主要的锂矿区位于该国北部，是所谓的全球“锂三角”的一部分，包括了智利，阿根廷和玻利维亚的边界地区。西澳锂产量将强劲增长 Greenbushes锂矿区正在进行项目扩张。在过去的两年里，该州东部的两个矿山Mount Cattlin与Mount Marion也开始进行复产。今年，位于皮尔巴拉地区的三座新矿山的产量也将增加，而其余的矿山则正处于不同的规划阶段。南美锂产量将大幅增长智利的两大锂生产商SQM与美国Albemarle于今年第一季度与智利政府达成协议，以增加其产量。在阿根廷，主要的锂生产商FMC计划扩大其锂生产。其他矿业国家，例如如加拿大，墨西哥，和非洲也都开始对锂生产越来越重视与关注。 (全球各国2017年锂产量) 锂加工行情在电动汽车电池的运用上，锂通常被加工成特级碳酸锂或氢氧化锂，后者造价更高，但也更节能。随着采矿业的发展，加工也在与日俱增。澳大利亚，美国，南美和中国都在建设或计划新建与扩建工厂。中国在全球锂加工方面的地位举足轻重，中国同时也为全球提供了最大的锂离子电池市场。中国的矿业公司正在积极从事在世界其他地区开采，加工，并采购锂矿和锂精矿。例如，在澳洲，中国公司天齐锂业就是Greenbushes锂矿的运营商之一，而其他中国公司则持有澳大利亚锂矿公司的股权。锂前景乐观大多数锂业公司对未来持乐观态度。澳大利亚公司Orocobre就认为，“未来锂需求的增长将超过预计的新供应量”。特别是在电动汽车产量强劲增长的背景下，一些分析师认为，到2025年全球至少将达到1500万的生产量。而2017年，全球仅仅只有约100万辆的电动汽车。但也并不是所有人都认为锂供应在一段时间内会滞后需求。例如，在上个月发布的报告中，摩根士丹利和伍德麦肯都预测锂供应将从明年起奋起直追，满足全球锂需求。摩根士丹利预计，到2021年，锂价将下降45%左右。毫无疑问，在未来几年内，锂的供需面都将会强劲增长。

时间：2020-07-21 关键词： fmc 锂离子
引发电动车革命！专家研发新型电解液：大幅提升锂金属电池性能

6月22日，据外媒报道，美国斯坦福大学的研究人员发表在《自然-能源》(Nature Energy》上的一项新研究，展示了一种全新的电池电解液技术如何提高锂金属电池的性能。锂金属电池相比锂离子电池更轻，并且相同的重量下能够带来两倍于锂离子的能量。因此，锂金属电池是一项对电动汽车及其他设备更有前途的电池技术。但锂枝晶生长是影响锂金属电池安全性和稳定性的根本问题之一。锂枝晶的生长会导致锂离子电池在循环过程中电极和电解液界面的不稳定会，不断消耗电解液并导致金属锂的不可逆沉积，形成死锂造成低库伦效率。此外，锂枝晶的形成甚至还会刺穿隔膜导致锂离子电池内部短接，造成电池的热失控引发燃烧爆炸。研究人员表示，电解液是阻止锂枝晶生长的关键问题，因此我们想利用有机化学为这些电池合理设计和制造新的、稳定的电解质。研究中，研究人员利将商用的普通电解液加入了氟原子，并利用其吸引电子的能力来创建一个新分子，以使锂金属阳极在电解液中发挥良好的作用。结果是产生了一种新的合成化合物，简称FDMB。氟是锂电池电解质中广泛使用的元素，因此FDMB可大量制作并且十分便宜。随后，研究人员在锂金属电池中测试了这种新型电解液。结果发现，经过420次充放电循环后，实验电池仍然保持了90%的初始电量。此前，普通的锂金属电池大约在30次循环放电后就不能用了。此外，研究人员还测量了锂离子在充放电过程中的库仑效率（放电效率），在半电池的情况下，库仑效率为99.52%；在全电池的情况下，库仑效率为99.98%的。研究人员表示，该研究为锂金属电池的应用带来了希望，也为下一代电动汽车的发展带来了新的希望。猜你喜欢的商品>> 一次性医用外科口罩50只 39.9元南极人充电式声波电动牙刷券后价7.9元【三只松鼠】早餐蛋糕面包两箱券后价 32.9元超轻透气减震跑步运动鞋券后价79元国民高弹缓震运动休闲鞋券后价74元亲肤大豆纤维七孔空调被券后价 79元腾讯视频会员年费99元/京东plus联合年卡128元

时间：2020-07-14 关键词：电解液锂金属电池锂离子
提高锂离子电池安全性的自恢复过热保护设备，你知道吗？

什么是提高锂离子电池安全性的自恢复过热保护设备?它有什么特点?Littelfuse公司，宣布推出MHP-TAC(金属混合PPTC - 热活化紧凑型)系列自恢复过热保护设备——电池迷你断路器产品线中的最新产品。这种设备可将PPTC(聚合物正温度系数)设备与双金属保护器(自恢复热切断设备)并联，保护用于移动设备和消费电子产品的高容量锂离子聚合物(LiP)和方形电池，防止其因过热和过流而损坏。 MHP-TAC系列自恢复过热保护设备正常运行条件下，由于其触点电阻较低，因此电流可通过双金属触点。出现异常情况时，该设备会对电池温度的升高作出反应，造成双金属触点在特定温度下打开并且其触点电阻增加。此时，电流被分流到充当加热器并且电阻较低的PPTC，帮助保持双金属保护器打开并处于锁定位置，直至故障消除。锂离子聚合物电池和方形电池典型的小尺寸、高电池容量和高电池放电率要求电路保护设备具备低热阻效温度(<90ºC)、高保持电流额定值(>6A)和紧凑的尺寸。相比其他同类设备，MHP-TAC系列提供更高的额定电压和保持电流以及更多额定温度选择，并且外形更加纤薄小巧，这可降低电池组设计的空间要求。 MHP-TAC系列自恢复过热保护设备的典型应用包括用于笔记本电脑、超极本、平板电脑、智能手机和电子烟等电池供电设备的锂离子聚合物和方形电池。 “MHP-TAC系列的尺寸仅为4.75mm x 2.80mm x 0.80mm，是用于当今移动设备和消费电子产品中锂离子电池的最小的过热保护设备。”Littelfuse电子业务部产品经理Amy Chu表示。 “它不仅能帮助我们的电池制造商客户节省宝贵的设计空间并减轻重量，还能促进其产品满足当今更严格的电池安全要求。” MHP-TAC系列自恢复过热保护设备具有以下关键优势：高额定电压和额定电流以及低电阻可确保MHP-TAC系列能够应对高容量锂离子聚合物和方形电池中常见的电池电压和电池充电/放电电流纤薄紧凑的外形可节省空间，简化超薄电池组设计中的电路保护。焊接延长线可进行定制，便于将其与电池设计相匹配。以上就是提高锂离子电池安全性的自恢复过热保护设备解析，希望能给大家参考。

时间：2020-07-13 关键词：电池 littelfuse 锂离子
不会着火的可弯曲的锂离子电池，你了解吗？

什么是不会着火的可弯曲的锂离子电池?它有什么特点?约翰霍普金斯应用物理实验室的一组研究人员设计了一种可弯曲的锂离子电池，它可以在极端条件下工作，包括切割、浸没和模拟弹道撞击，现在它又可以在不可燃的情况下工作了。目前的锂离子电池很容易发生灾难性的火灾和爆炸事件——其中大多数是在没有任何可辨别的警告下到达的——因为它们是由易燃和可燃材料制成的。由于这一危险，三星Galaxy Note7手机被禁止在航空公司使用，而海军禁止在船上核潜艇上使用电子烟是对减少此类设备易燃性的直接回应。随着这些电池逐渐成为便携式电子产品、电动汽车和电网存储的首选储能工具，这些安全方面的进步标志着锂离子电池在电子设备制造和使用方式上的重大转变。灵活的设计使用了更安全的聚合物，而不是易燃的毒素，消除了燃烧的可能性。最近发表在《化学通讯》杂志上的研究中，由APL研究和探索开发部的Konstantinos Gerasopoulos领导的研究小组详细介绍了他们的最新发现：一种新的“盐中水”和“水中水”电解质，分别被称为WiS和WiBS——在聚合物基质中时，降低了水的活性，提高了电池的能量能力和生命周期，同时消除了目前锂离子电池中存在的易燃、毒性和高活性溶剂。研究人员说，这是一种安全、有效的替代方法。 “从手机到汽车，锂离子电池已经存在于我们的日常生活中，继续提高其安全性对进一步推进储能技术至关重要，”APL的高级研究科学家和首席研究员Gerasopoulos说。“自20世纪90年代初期锂离子电池商业化以来，其形态因素并没有发生太大的变化;我们仍然使用相同的圆柱形或棱形细胞类型。液体电解质和密封包装与此有很大关系。 “我们团队的努力主要集中在用一种可以提高安全性和形状系数的聚合物取代易燃液体。我们对今天的成绩感到兴奋。我们最近的论文表明，可以在露天建造和操作的水性柔性聚合物锂离子电池的可用性和性能都得到了改善。” 此外，该团队2017年首次展示的柔性电池的损伤容限在制造锂离子电池的新方法中得到了进一步改进。 Gerasopoulos说：“第一代柔性电池在尺寸上不像我们今天生产的那样稳定。” 随着这项最新的标准达到，研究人员继续致力于这项技术的进一步发展。 “我们的团队正在不断提高柔性锂离子电池的安全性和性能，”APL材料科学项目区域经理Jeff Maranchi说。“我们已经在最近报道的工作基础上取得了进一步的发现，我们对此非常兴奋。我们希望在一年内将这项新研究转化为原型设计。”以上就是不会着火的可弯曲的锂离子电池解析，希望能给大家参考。

时间：2020-07-13 关键词：三星电池锂离子
搭载电流通路功能的锂离子电池充电IC，你了解吗？

什么是搭载电流通路功能的锂离子电池充电IC?它有什么作用?特瑞仕半导体株式会社(日本东京都中央区董事总经理：芝宫　孝司　第二东京证券交易所:6616) 开发了搭载了电流通路功能、用于1节锂离子/聚合物2次电池(以下称锂电池)充电IC 【XC6806系列产品】。本次特瑞仕开发的【XC6806系列产品】搭载的电流通路功能，能把为电池充电和为系统提供的电流控制在确切的数值。与既往产品相比，能在大幅度范围内设定完成充电时的电压，还能使其对应各种各样的锂电池(充电电压范围：3.5V～4.45V)。此外，还搭载了关机功能，能完全停止从电池向机器提供电源。因为在未使用机器的状态下能把电池的漏电电流抑制在100nA，使得由小型电池驱动的低消耗电流机器等可以使用更长的时间。采用了小型、放热性优越的USP-10B (2.9x2.6xh0.6mm)、LGA-10B01 (2.5 x 1.6 x h0.4mm)封装组件，可以配合用途选择封装。特瑞仕今后也将根据市场需求迅速开发产品，为实现富裕的社会继续做出贡献。【XC6806系列产品的特长】・搭载了能控制充电电流和系统电流的电流通路功能・支持3.5V～4.45V的完成充电时的电压・把电池的漏电电流降低到100nA ・由于搭载了关机功能，实现了完全停止从电池向机器提供电源。以上就是搭载电流通路功能的锂离子电池充电IC解析。希望能给大家帮助。

时间：2020-06-13 关键词：充电ic 电流通路锂离子
Littelfuse推出可防止过电流和过充电的表面贴装锂离子电池保护器

中国，北京，2020年5月14日讯 - - 全球领先的电路保护、功率控制和传感技术制造商Littelfuse, Inc.今日宣布推出ITV系列三端子表面贴装锂离子电池保护器，该系列产品旨在防止过电流和过充电造成的损坏。创新的设计可实现快速响应，提供可靠性能，可在电池组过充电或过热之前中断充电或为电路放电。 ITV系列表面贴装锂离子电池保护器 Littelfuse ITV系列产品提供5种紧凑型表面贴装封装，其额定电流为12A、15A、30A和45A。 “ITV系列是我们锂离子电池保护产品系列的重要补充，适合需要12A至45A额定电流的客户应用。”Littelfuse全球产品经理Stephen Li表示。 “其作用机制是：当发生过电流问题时，嵌入式保险丝元件会切断电路。一旦IC或FET检测到过充电，直接嵌入保险丝元件下方的加热器元件会产生足够的热量来烧断保险丝。” 强大的过流/过压保护结合表面贴装封装，适合以下应用中的锂离子电池组： ·电动工具 ·机器人电器 ·电动自行车和电动踏板车 ·不间断电源(UPS) ·紧急广播和紧急呼叫系统 Littelfuse ITV系列电池保护器具有下列重要优势： ·创新的三端子保险丝设计可防止过电流和过充电造成的损坏。 ·支持表面贴装，可提高组装效率。 ·低内阻最大程度地降低了功率损耗。 ·UL和TUV认证有助于达到行业标准。 ·环保组件符合ROHS标准，且不含卤素。供货情况 ITV系列表面贴装电池保护器提供3,000只装卷带封装。您可通过全球各地的Littelfuse授权经销商索取样品。

时间：2020-05-14 关键词： littelfuse 电池保护器锂离子
锂离子电池的电极材料选择方法

什么是锂离子电池?如何选择锂离子电池的电极材料?锂离子电池在使用的过程中，能够进行二次充电，属于一种二次可充电电池，主要工作原理为锂离子在正负极之间的反复移动，无论电池的形状如何，其主要组成部分都为电解液、正极片、负极片以及隔膜。目前，国际上锂离子电池的生产地主要集中在中国、日本和韩国，主要的锂离子应用市场为手机和电脑。随着锂离子电池的不断发展，应用领域也在逐渐的扩大，其在正极材料的使用方面已经由单一化向多元化的方向转变，其中包括：橄榄石型磷酸亚铁锂、层状钴酸锂、尖晶石型锰酸锂等等，实现多种材料的并存。从技术发展方面能够看出，在日后的发展中还会产生更多新型的正极材料。对于动力电池的正极材料来说，其在成本费用、安全性能、循环能力以及能量密度等多个方面都具有较为严格的要求。在应用材料领域中，由于钴酸锂的费用较高、安全性较低，因此在具体的使用中通常适用于普通消费类电池，难以符合动力电池的相关要求。而上述列举的其他材料均已在目前的动力电池中得到了充分的利用。在锂离子电池材料中，负极材料属于重要的组成部分，能够对整体电池的性能产生较大影响。目前，负极材料主要被划分为两个类别，一种为商业化应用的碳材料，例如天然石墨、软碳等，另一类为正处于研发状态，但是市场前景一片大好的非碳负极材料，例如硅基材料、合金材料、锡金材料等等。 1碳负极材料：此种类型的材料无论是能量密度、循环能力，还是成本投入等方面，其都处于表现均衡的负极材料，同时也是促进锂离子电池诞生的主要材料，碳材料可以被划分为两大类别，即石墨化碳材料以及硬碳。其中，前者主要包括人造石墨以及天然石墨。人造石墨的形成过程为：在2500℃以上的温度中，将软碳材料进行石墨化处理之后得到，MCMB属于人造石墨中比较常用的一种，其结构为球形，表面质地较为光滑，直径大约为5-40μm。由于受其表面光滑程度影响，使电极表面以及电解液之间发生反应的几率降低，进而降低了不可逆容量。同时，球形结构能够方便锂离子在任何方向进行嵌入和脱出活动，对保障结构稳定具有较大的促进作用。天然石墨也具有诸多优势，其结晶度较高、可嵌入的位置较多，并且价格较低，是较为理想的锂离子电池材料。但其也存在一定的弊端，例如在与电解液反应时，相容性较差，在进行粉碎时表面存在诸多缺陷等，这都将对其充电或放电的性能产生较大的不利影响。此外，硬碳的形成过程为：在2500℃的状态下，难以实施石墨化的碳材料，其主要为高分子化合物的热解碳，通过高倍显微镜能够看出，其是由许多纳米小球堆积而成，整体呈现出花团簇状，具体如图1所示。在其表面具有大量纳米孔的无定形区域，在容量方面远远超过石墨的标准容量，进而对循环能力产生较大的不利影响。 2硅负极材料：由于硅物质的储存量较为丰富，且价格较为低廉，因此将其作为新型负极材料应用到锂离子电池中十分理想。但是，由于硅属于半导体，电导率较差，并且在嵌入的过程中将会使体积膨胀成以往的数倍，最高膨胀度能够达到370%，这将导致活性硅粉化和脱落，难以与电子进行充分的接触，进而使得容量迅速缩减。要想使硅在锂离子电池材料中得到良好的应用，使其在充电或者放电的过程中，能够对其体积进行有效的控制，进而使其容量和循环能力得到极大的保障，可以采用以下几种方式来实现，第一，使用纳米尺寸的硅。第二，将硅与非活性基体、活性基体、粘接剂相结合。第三，利用硅薄膜，其已经被视为是下一代最为适用的商用负极材料。 3 锂离子电池正极材料钴酸锂作为正极材料，被应用的时间最早，并且直至目前仍然属于消费电子产品中居于主流的正极材料。钴酸锂与其他正极材料相比较能够看出，其工作过程中电压较高，充电或者放电时电压运行较为平稳，能够符合大电流的要求，具有较强的循环性能，电导效率较高，材料以及电池等工艺较为稳定。但是其也存在许多缺点，例如资源较为短缺，价格较贵，钴含有毒性，使用时具有一定的危险，并且会对环境产生不良影响。尤其是其安全性不能得到切实的保障，这将成为制约其广泛发展的重要因素。在对其进行的研究中，以Al3+、Mg2+、Ni2+等金属阳离子掺杂最为广泛，随着科研的不断推进，目前采用Al3+与Mg2+等金属阳离子掺杂形式更是已开始投入使用。在钴酸锂的制备方面，主要包括两种方法，即固相合成法以及液相合成法。在工业中普遍使用的是高温固相合成法，它主要利用锂盐，例如Li2CO3或LiOH等，与钴盐如CoCO3等，按照1:1的比例进行融合，并且在600℃至900℃高温的状态下进行煅烧而形成。目前市场中对钴酸锂材料的应用主要为二次电池市场当中，并且也成为小型高密度锂离子电池材料的最佳选择。三元正极材料具有较为显著的三元协同效应，其与钴酸锂相比较能够看出，在热稳定性方面存在较大的优势，并且生产成本较为低廉，能够成为钴酸锂最佳代替材料。但是其密度较低、循环性能方面也有待提高。对此，可以采用改进合成工艺以及离子掺杂等进行调整。三元材料主要应用于钢壳、铝壳等圆柱形锂离子电池当中，但在软包电池中由于受到膨胀因素影响，使其的应用受到较大限制。在未来的应用中，其发展方向主要有两个方面：第一，向着高锰方向，主要在蓝牙、手机等小型便携式设备方面发展。第二，向着高镍方向，主要在电动自行车、电动汽车等对能量密度需求较高的领域中进行应用。磷酸亚铁锂在充电和放电方面具有良好的循环性能以及热稳定性，在使用过程中具有较强的安全保障，并且该材料绿色环保，不会对环境造成严重的损害，同时价格也较为低廉，被我国电池工业认为是进行大型电池模块生产的最佳材料。目前的主要应用领域有：电动汽车、便携式移动充电电源等，在未来发展中将会朝着储能电源、便携式电源方向深入发展。锰酸锂在应用中具有较强的安全性以及抗过充性，由于我国锰资源较为丰富，因此价格较为低廉，对环境的污染较小，无毒无害，工业制备操作较为简便。但是其在充电或者放电过程中，由于尖晶石结构不稳定，容易产生Jahn-Teller效应，再加上高温状态下锰的溶解，容易缩减电池容量，因此其应用也受到了较大的限制。目前，锰酸锂的应用范围主要是小型电池，例如手机、数码产品等，在动力电池方面与磷酸铁锂能够互为替代，因此产生了强烈的竞争，其发展方向将会向着高能量、高密度、低成本的趋势发展。锂离子电池产品呈现出蓬勃发展的态势，随着科学技术的发展，智能手机、电脑等产品得到广泛的应用，这将使得对锂离子电池的需求量变大，为其带来较大的发展机遇。同时，车载锂离子以及储能电源等也逐渐得到发展，为锂离子电池提供了新的增长点。由此可见，在未来的发展中，必会加强对此方面的研究力度，使锂离子电池的作用发挥到更大，这也将带动其电池材料不断得到更新换代。以上就是锂离子电池的电极材料的选择方法，希望能给大家帮助。

时间：2020-04-04 关键词：电池电极材料锂离子
磷酸铁锂电池工作原理

什么是磷酸铁锂电池?它的工作原理是什么?磷酸铁锂电池其实是一种锂离子电池的正极材料，所以人们才会以它的正极材料为其命名为磷酸铁锂电池。关于磷酸铁锂电池的详解磷酸铁锂电池的全名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。工作原理磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是目前绝大多数锂离子电池使用的正极材料。意义金属交易市场，钴(Co)最贵，并且存储量不多，镍(Ni)、锰(Mn)较便宜，而铁(Fe)存储量较多。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挺便宜的。它的另一个特点是对环境环保无污染。作为充电电池的要求是：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。结构与工作原理 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)组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。LiFePO4电池在充电时，正极中的锂离子Li通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中，负极中的锂离子Li通过隔膜向正极迁移。锂离子电池就是因锂离子在充放电时来回迁移而命名的。主要性能 LiFePO4电池的标称电压是3.2V、终止充电电压是3.6V、终止放电压是2.0V。由于各个生产厂家采用的正、负极材料、电解质材料的质量及工艺不同，其性能上会有些差异。例如同一种型号(同一种封装的标准电池)，其电池的容量有较大差别(10%～20%)。这里要说明的是，不同工厂生产的磷酸铁锂动力电池在各项性能参数上会有一些差别;另外，有一些电池性能未列入，如电池内阻、自放电率、充放电温度等。磷酸铁锂动力电池的容量有较大差别，可以分成三类：小型的零点几到几毫安时、中型的几十毫安时、大型的几百毫安时。不同类型电池的同类参数也有一些差异。过放电到零电压试验：采用STL18650(1100mAh)的磷酸铁锂动力电池做过放电到零电压试验。试验条件：用0.5C充电率将1100mAh的STL18650电池充满，然后用1.0C放电率放电到电池电压为0C。再将放到0V的电池分两组：一组存放7天，另一组存放30天;存放到期后再用0.5C充电率充满，然后用1.0C放电。最后比较两种零电压存放期不同的差别。试验的结果是，零电压存放7天后电池无泄漏，性能良好，容量为100%;存放30天后，无泄漏、性能良好，容量为98%;存放30天后的电池再做3次充放电循环，容量又恢复到100%。这试验说明该磷酸铁锂电池即使出现过放电(甚至到0V)，并存放一定时间，电池也不泄漏、损坏。这是其他种类锂离子电池不具有的特性。优势 1、安全性能的改善磷酸铁锂晶体中的P-O键稳固，难以分解，即便在高温或过充时也不会像钴酸锂一样结构崩塌发热或是形成强氧化性物质，因此拥有良好的安全性。有报告指出，实际操作中针刺或短路实验中发现有小部分样品出现燃烧现象，但未出现一例爆炸事件，而过充实验中使用大大超出自身放电电压数倍的高电压充电，发现依然有爆炸现象。虽然如此，其过充安全性较之普通液态电解液钴酸锂电池，已大有改善。 2、寿命的改善磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。长寿命铅酸电池的循环寿命在300次左右，最高也就500次，而磷酸铁锂动力电池，循环寿命达到2000次以上，标准充电(5小时率)使用，可达到2000次。同质量的铅酸电池是“新半年、旧半年、维护维护又半年”，最多也就1~1.5年时间，而磷酸铁锂电池在同样条件下使用，理论寿命将达到7~8年。综合考虑，性能价格比理论上为铅酸电池的4倍以上。大电流放电可大电流2C快速充放电，在专用充电器下，1.5C充电40分钟内即可使电池充满，起动电流可达2C，而铅酸电池无此性能。 3、高温性能好磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽广(-20C--75C)，有耐高温特性磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。 4、大容量 ∩充电池在经常处于充满不放完的条件下工作，容量会迅速低于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。像镍氢、镍镉电池存在记忆性，而磷酸铁锂电池无此现象，电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电。 5、重量轻同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3，重量是铅酸电池的1/3。 6、环保磷酸铁锂电池一般被认为是不含任何重金属与稀有金属(镍氢电池需稀有金属)，无毒(SGS认证通过)，无污染，符合欧洲RoHS规定，为绝对的绿色环保电池证。所以锂电池之所以被业界看好，主要是环保考量，因此该电池又列入了“十五”期间的“863”国家高科技发展计划，成为国家重点支持和鼓励发展的项目。随着中国加入WTO，中国电动自行车的出口量将迅速增大，而进入欧美的电动自行车已要求配备无污染电池。但有专家表示，铅酸电池造成的环境污染，主要发生在企业不规范的生产过程和回收处理环节。同理，锂电池属于新能源行业不错，但它也不能避免重金属污染的问题。金属材料加工中有铅、砷、镉、汞、铬等都有可能会释放到灰尘和水中。电池本身就是一种化学物质，所以有可能会产生两种污染：一是生产工程中的工艺排泄物污染;二是报废以后的电池污染。磷酸铁锂电池也有其缺点：例如低温性能差，正极材料振实密度小，等容量的磷酸铁锂电池的体积要大于钴酸锂等锂离子电池，因此在微型电池方面不具有优势。而用于动力电池时，磷酸铁锂电池和其他电池一样，需要面对电池一致性问题。缺点一种材料是否具有应用发展潜力，除了关注其优点外，更为关键的是该材料是否具有根本性的缺陷。国内现在普遍选择磷酸铁锂作为动力型锂离子电池的正极材料，从政府、科研机构、企业甚至是证券公司等市场分析员都看好这一材料，将其作为动力型锂离子电池的发展方向。分析其原因，主要有下列两点：首先是受到美国研发方向的影响，美国Valence与A123公司最早采用磷酸铁锂做锂离子电池的正极材料。其次是国内一直没有制备出可供动力型锂离子电池使用的具有良好高温循环与储存性能的锰酸锂材料。但磷酸铁锂也存在不容忽视的根本性缺陷，归结起来主要有以下几点： 1、在磷酸铁锂制备时的烧结过程中，氧化铁在高温还原性气氛下存在被还原成单质铁的可能性。单质铁会引起电池的微短路，是电池中最忌讳的物质。这也是日本一直不将该材料作为动力型锂离子电池正极材料的主要原因。 2、磷酸铁锂存在一些性能上的缺陷，如振实密度与压实密度很低，导致锂离子电池的能量密度较低。低温性能较差，即使将其纳米化和碳包覆也没有解决这一问题。美国阿贡国家实验室储能系统中心主任DonHillebrand博士谈到磷酸锂铁电池低温性能的时候，他用terrible来形容，他们对磷酸铁锂型锂离子电池测试结果表明表明磷酸铁锂电池在低温下(0℃以下)无法使电动汽车行驶。尽管也有厂家宣称磷酸锂铁电池在低温下容量保持率还不错，但是那是在放电电流较小和放电截止电压很低的情况下。在这种状况下，设备根本就无法启动工作。 3、材料的制备成本与电池的制造成本较高，电池成品率低，一致性差。磷酸铁锂的纳米化和碳包覆尽管提高了材料的电化学性能，但是也带来了其它问题，如能量密度的降低、合成成本的提高、电极加工性能不良以及对环境要求苛刻等问题。尽管磷酸铁锂中的化学元素Li、Fe与P很丰富，成本也较低，但是制备出的磷酸铁锂产品成本并不低，即使去掉前期的研发成本，该材料的工艺成本加上较高的制备电池的成本，会使得最终单位储能电量的成本较高。 4、产品一致性差。目前国内还没有一家磷酸铁锂材料厂能够解决这一问题。从材料制备角度来说，磷酸铁锂的合成反应是一个复杂的多相反应，有固相磷酸盐、铁的氧化物以及锂盐，外加碳的前驱体以及还原性气相。在这一复杂的反应过程中，很难保证反应的一致性。 5、知识产权问题。目前磷酸铁锂的基础专利被美国德州大学所有，而碳包覆专利被加拿大人所申请。这两个基础性专利是无法绕过去的，如果成本中计算上专利使用费的话，那产品成本将会进一步提高。此外，从研发和生产锂离子电池的经验来看，日本是锂离子电池最早商业化的国家，并且一直占据着高端锂离子电池市场。而美国尽管在一些基础研究上领先，但是到目前为止还没有一家大型锂离子电池生产企业。因此，日本选择改性锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料更有其道理。即使是在美国，利用磷酸铁锂和锰酸锂作为动力型锂离子电池正极材料的厂家也是各占一半，联邦政府也是同时支持这两种体系的研发。鉴于磷酸铁锂存在的上述问题，很难作为动力型锂离子电池的正极材料在新能源汽车等领域获得广泛应用。如果能够解决锰酸锂存在的高温循环与储存性能差的难题，凭借其低成本与高倍率性能的优势，在动力型锂离子电池中的应用将有巨大的潜力。以上就是磷酸铁锂电池工作原理解析，希望能给大家帮助。

时间：2020-04-04 关键词：电池磷酸铁锂锂离子
不会着火的锂离子电池解析

什么是锂离子电池?它有什么注意事项?约翰霍普金斯应用物理实验室的一组研究人员设计了一种可弯曲的锂离子电池，它可以在极端条件下工作，包括切割、浸没和模拟弹道撞击，现在它又可以在不可燃的情况下工作了。目前的锂离子电池很容易发生灾难性的火灾和爆炸事件——其中大多数是在没有任何可辨别的警告下到达的——因为它们是由易燃和可燃材料制成的。由于这一危险，三星Galaxy Note7手机被禁止在航空公司使用，而海军禁止在船上核潜艇上使用电子烟是对减少此类设备易燃性的直接回应。随着这些电池逐渐成为便携式电子产品、电动汽车和电网存储的首选储能工具，这些安全方面的进步标志着锂离子电池在电子设备制造和使用方式上的重大转变。灵活的设计使用了更安全的聚合物，而不是易燃的毒素，消除了燃烧的可能性。最近发表在《化学通讯》杂志上的研究中，由APL研究和探索开发部的Konstantinos Gerasopoulos领导的研究小组详细介绍了他们的最新发现：一种新的“盐中水”和“水中水”电解质，分别被称为WiS和WiBS——在聚合物基质中时，降低了水的活性，提高了电池的能量能力和生命周期，同时消除了目前锂离子电池中存在的易燃、毒性和高活性溶剂。研究人员说，这是一种安全、有效的替代方法。 “从手机到汽车，锂离子电池已经存在于我们的日常生活中，继续提高其安全性对进一步推进储能技术至关重要，”APL的高级研究科学家和首席研究员Gerasopoulos说。“自20世纪90年代初期锂离子电池商业化以来，其形态因素并没有发生太大的变化;我们仍然使用相同的圆柱形或棱形细胞类型。液体电解质和密封包装与此有很大关系。 “我们团队的努力主要集中在用一种可以提高安全性和形状系数的聚合物取代易燃液体。我们对今天的成绩感到兴奋。我们最近的论文表明，可以在露天建造和操作的水性柔性聚合物锂离子电池的可用性和性能都得到了改善。”此外，该团队2017年首次展示的柔性电池的损伤容限在制造锂离子电池的新方法中得到了进一步改进。 Gerasopoulos说：“第一代柔性电池在尺寸上不像我们今天生产的那样稳定。” 随着这项最新的标准达到，研究人员继续致力于这项技术的进一步发展。 “我们的团队正在不断提高柔性锂离子电池的安全性和性能，”APL材料科学项目区域经理Jeff Maranchi说。“我们已经在最近报道的工作基础上取得了进一步的发现，我们对此非常兴奋。我们希望在一年内将这项新研究转化为原型设计。”以上就是锂离子电池的相关解析。希望能给大家帮助。

时间：2020-04-04 关键词：三星电池锂离子
具有优化功率搜索和多种安全特性的完整高效的100mA无线充电解决方案

LTC4124是一款高性能100mA无线锂离子充电器接收器，它只需很少的外部组件即可构成一个完整的小型解决方案，适合于空间受限的应用。LTC4124与LTC4125(一款具有优化功率搜索和异物检测功能的无线功率发送器)配对使用，可创建一个安全高效的无线充电环境。高度集成的无线充电器接收器对于小尺寸便携式和可穿戴设备而言，无线充电正变得越来越流行。这不足为奇。设备没有裸露的连接器和端口将更加可靠，最终用户体验也更轻松简便。为了克服这些设备(如助听器)带来的空间限制问题，LTC4124集成了无线功率管理器，它将来自无线谐振电路的交流电压转换为稳定的直流电压。然后，该直流电压会馈入功能齐全的线性电池充电器中，以提供良好的电池充电功能。有着如此高的集成度，仅需添加一个接收器谐振电路和电池本身，即可实现非常小巧且功能齐全的无线充电装置。高效的无线功率管理器如图2所示，如果LTC4124接收的能量超出为电池充电所需的能量，IC中的无线功率管理器通过将接收器谐振电路分流接地，可以使IC的输入电压VCC保持低电平。这样，线性充电器将非常高效，因为其输入始终正好保持在电池电压VBATT之上。接合分流电路时，接收器谐振频率将与发射器频率失调，谐振电路也因此会接收较小的能量。图1.完整的6mm无线电池充电器解决方案。图2.交流输入整流和直流轨电压调节。使用LTC4125发送器构成完整的无线充电设计图3所示的LTC4125是一款高性能AutoResonant™无线发送器，它具有针对无线充电应用的完整保护功能。LTC4125中的优化功率搜索功能可根据接收器负载需求来调节发射功率。LTC4125还包括多种异物检测方法，以防止其他物体从发射器接收无用功率。与LTC4124配对使用时，可将LTC4125全桥谐振驱动器转换为半桥驱动器，以利用更精细的搜索步长，从而使低功率接收器接收恰好足够的功率来为电池充电。当电池接近充满电的状态时，LTC4124进入恒定电压模式，使调节充电电流降低。LTC4125将自动降低其功率传输水平，以匹配接收器的更低功率需求。这有助于减少整个充电周期的功耗，使LTC4124充电器和电池保持较低温度。图4显示了满功率和限流恒压模式下接收器电路的温度。在室温下，两种模式的温度均低于40°C。图3.LTC4124100mA充电器接收器与运行优化功率搜索的LTC4125AutoResonant发送器配对使用。图4.热性能比较：(a)4.1V输出时100mA充电电流，(b)4.2V输出时10mA充电电流。从发送器上移开充电器接收器时，LTC4125找不到有源负载，其功率将降至待机模式(如图5所示)。图6显示了在发送器上放置金属异物时的情况：LTC4125检测到高谐振频率并进入待机模式。图5.LTC4125未检测到接收器时的运行情况。图6.LTC4125检测到异物。结论LTC4124集成了无线电源管理器和功能齐全的锂离子电池充电器，简化了空间受限应用中的无线充电器接收器设计。LTC4125可以用作LTC4124接收器的半桥发送器，从而提供了一个具有完备保护功能的完整高效的无线充电解决方案。

时间：2020-01-06 关键词：无线充电接收器锂离子
技术领导者Manz亚智科技与知名电池制造商成功合作

2019年8月30日，中国苏州——拥有全面技术组合的全球高科技设备制造商Manz亚智科技近日公布，在2019年已获得一个来自储能事业部的长期合作客户能源存储部门2019年约1,800万欧元的订单。即使在2019年上半年电动汽车的大批量订单持续延迟的情况下，此次在消费电子装置领域的合作证明了Manz集团在电池技术方面的丰富经验和良好的市场定位。为移动设备生产小型锂离子电池的设备订单是在一个长期的独家合作框架下达成的，该设备用来开展该合作的目的是开发小型体积轻巧、快速反应的电池。自1970年以来，Manz集团旗下意大利子公司在微电容器的设备制造方面始终保持领先地位，能生产出微米等级的电池组件。Manz集团的专业性也为其客户提供了至关重要的竞争优势，这一点在此次合作中也崭露无疑有所体现。 Manz 集团首席执行官Martin Drasch表示：“我们的合作伙伴关系清楚地表明了Manz 集团通过高品质和创新实力为客户提供的竞争优势。这种能力使我们尤其受那些已经成为或希望成为其市场技术领导者的公司的欢迎。当然，我们也在技术创新中不断前进。这不仅适用于消费电子装置行业，电动汽车行业的客户也将从我们的专业性中受益。因此，我们相信，我们将在很大程度上参与即将到来的汽车行业投资浪潮。” 鉴于无线和紧凑型设备的整体市场发展，Manz预测在现有终端市场中小型、快速充电电池的需求将不断增长。加上对未来12个月在电子移动领域的业务增长持乐观态度，Manz对未来在储能领域的订单发展也抱有很高的期待。

时间：2019-09-02 关键词：电池 manz 锂离子
可穿戴设备的无线锂离子充电器解决方案包括集成式降压DC-DC转换器

LTC4126是带有1.2V无电感DC-DC转换器的全功能7.5mA无线锂离子(Li-Ion)电池充电器，设计用于助听器、无线耳机和其他需要无线充电的空间受限可穿戴产品。LTC4126可与基于LTC6990的ZVS单晶体管发射器组合使用，获得完整的无线充电解决方案。高效无线输入功率控制器可穿戴设备越来越倾向于使用无线电池充电，无需使用电缆或外露连接器，因此改善了用户体验。LTC4126充电器、DC-DC转换器具有一个无线功率控制器，使其能够从发射线圈产生的交流磁场无线接收功率(如LTC6990解决方案)。无线功率控制器将接收器端谐振电路的交流电压整流成VCC引脚的直流电压。此直流电压馈入线性充电器，线性充电器再调节对电池的充电。如果LTC4126接收的能量超出所需能量，无线功率控制器通过将接收器谐振电路分流接地来调节线性充电器的输入VCC。这样，线性充电器将高效运行，因为其输入正好保持在电池电压VBAT之上。接合分流电路时，谐振电路也会接收较少的功率，因为谐振频率与发射器频率失调。全功能线性电池充电器LTC4126中的集成式恒流(CC)/恒压(CV)线性锂离子电池充电器可通过一组完整的保护功能确保充电周期正常运行，包括安全计时器的自动充电和自动终止、不良电池检测和超出温度范围充电暂停功能。LTC4126包括可传递至系统微控制器的充电器状态和电池电压电平信号。无电感低噪声DC-DC转换器LTC4126包括一个整体式无电感充电泵DC-DC转换器，通过电池调节系统负载输出。LTC4126的DC-DC转换器可通过其EN引脚开关，从而允许通过微处理器进行控制。EN引脚也可与LTC4126的PBEN引脚配合使用，以实现按钮控制——无需额外的去抖电路。充电泵DC-DC转换器具有三种操作模式，具体取决于电池电压，以提高整体效率。图1.交流输入整流和直流轨电压调节图2.最大理论转换器效率和电池电压图3.具有集成式DC-DC转换器和充电器状态输出的完整6mm直径无线电池充电器接收器图4.具有单晶体管ZVS发射器和LTC4126接收器的完整无线充电解决方案图5.fTX_TANK=1.29×fDRIVE时的ZVS操作微型PCB板的完整应用电路由于LTC4126的高度集成式设计，只需几个外部组件即可创建完整的无线充电器接收器解决方案。在直径为6mm的应用板上，可将整个设计安装在助听器或耳塞的内部。单晶体管ZVS谐振无线功率发射器图4中所示的单晶体管发射器是使用LTC6990作为振荡器来驱动低功率晶体管的简单谐振电路。为实现ZVS操作，发射器谐振回路频率设置为振荡频率的1.29倍。通过这种方式，大幅减少了开关损耗，并提高了整体无线充电效率。此发射器只需几个组件，并可安装在小型外壳中。结论LTC4126是受到良好保护、高度集成、极其紧凑的无线充电器接收器解决方案，是可穿戴设备的理想选择。将LTC4126(可穿戴设备端)与基于LTC6990(充电站端)的ZVS单晶体管发射器组合在一起，可轻松实现完整的无线充电解决方案。基于这些设备的完整解决方案具有低功耗和低成本。

时间：2019-08-26 关键词：充电器 dc-dc转换器锂离子
如何改善锂电池的低温性能？

锂离子电池以其高比能量及功率密度、长循环寿命、环境友好等特点在消费类电子产品、电动汽车和储能等领域得到了广泛的应用。作为新能源汽车的动力源，锂离子电池在实际应用中仍存在较多问题，如低温条件下能量密度明显降低，循环寿命也相应受到影响，这也严重限制锂离子电池的规模使用。目前，研究者们对造成锂离子电池低温性能差的主要因素尚有争论，但究其原因有以下3个方面的因素： 1..低温下电解液的粘度增大，电导率降低; 2.电解液/电极界面膜阻抗和电荷转移阻抗增大; 3.锂离子在活性物质本体中的迁移速率降低. 由此造成低温下电极极化加剧，充放电容量减小。另外，低温充电过程中尤其是低温大倍率充电时，负极将出现锂金属析出与沉积，沉积的金属锂易与电解液发生不可逆反应消耗大量的电解液，同时使SEI膜厚度进一步增加，导致电池负极表面膜的阻抗进一步增大，电池极化再次增强，最将会极大破坏电池的低温性能、循环寿命及安全性能。本文综述了锂离子电池低温性能的研究进展，系统地分析了锂离子电池低温性能的主要限制因素。从正极、电解液、负极三个方面讨论了近年来研究者们提高电池低温性能的改性方法。一、正极材料正极材料是制造锂离子电池关键材料之一，其性能直接影响电池的各项指标，而材料的结构对锂离子电池的低温性能具有重要的影响。橄榄石结构的LiFePO4放电比容量高、放电平台平稳、结构稳定、循环性能优异、原料丰富等优点，是锂离子动力电池主流正极材料。但是磷酸铁锂属于Pnma空间群，P占据四面体位置，过渡金属M占据八面体位置，Li原子沿[010]轴一维方向形成迁移通道，这种一维的离子通道导致了锂离子只能有序地以单一方式脱出或者嵌入，严重影响了锂离子在该材料中的扩散能力。尤其在低温下本体中锂离子的扩散进一步受阻造成阻抗增大，导致极化更加严重，低温性能较差。镍钴锰基LiNixCoyMn1-x-yO2是近年来开发的一类新型固溶体材料，具有类似于LiCoO2的α-NaFeO2单相层状结构。该材料具有可逆比容量高，循环稳定性好、成本适中等重要优点，同样在动力电池领域实现了成功应用，并且应用规模得到迅速发展。但是也存在一些亟需解决的问题，如电子导电率低、大倍率稳定性差，尤其是随着镍含量的提高，材料的高低温性能变差等问题。富锂锰基层状正极材料具有更高的放电比容量，有望成为下一代锂离子电池正极材料。然而富锂锰基在实际应用中存在诸多问题：首次不可逆容量高，在充放电的过程中易由层状结构向尖晶石结构转变，使得Li+的扩散通道被迁移过来的过渡金属离子堵塞，造成容量衰减严重，同时本身离子以及电子导电性不佳，导致倍率性能和低温性能不佳。改善正极材料在低温下离子扩散性能的主流方式有： 1 采用导电性优异的材料对活性物质本体进行表面包覆的方法提升正极材料界面的电导率，降低界面阻抗，同时减少正极材料和电解液的副反应，稳定材料结构。 Rui等采用循环伏安和交流阻抗法对碳包覆的LiFePO4的低温性能进行了研究，发现随着温度的降低其放电容量逐渐降低，-20°C时容量仅为常温容量的33%。作者认为随着温度降低，电池中电荷转移阻抗和韦伯阻抗逐渐变大，CV曲线中的氧化还原电位的差值增大，这表明在低温下锂离子在材料中的扩散减慢，电池的法拉第反应动力学速率减弱造成极化明显增大(图1)。 Lv等设计合成了一种快离子导体包覆镍钴锰酸锂的复合正极材料，该复合材料显示出优越的低温性能和倍率性能，在-20°C仍保持127.7mAh·g-1的可逆容量，远优于镍钴锰酸锂材料86.4mAh·g-1。通过引入具有优异离子电导率的快离子导体来有效改善Li+扩散速率，为锂离子电池低温性能改善提供了新思路。 2 通过Mn、Al、Cr、Mg、F等元素对材料本体进行体相掺杂，增加材料的层间距来提高Li+在本体中的扩散速率，降低Li+的扩散阻抗，进而提升电池的低温性能。 Zeng等采用Mn掺杂制备碳包覆的LiFePO4正极材料，相比原始LiFePO4，其在不同温度下的极化均有一定程度的减小，显著提升材料低温下的电化学性能。Li等对LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2材料进行Al掺杂，发现Al增大了材料的层间距，降低了锂离子在材料中的扩散阻抗，使其在低温下的克容量大大提高。磷酸铁锂正极材料在充电过程从磷酸铁锂相至磷酸铁相间的相转变比放电过程从磷酸铁相至磷酸铁锂相间的相转变更缓慢，而Cr掺杂可促进放电过程从磷酸铁相至磷酸铁锂相间的相转变，从而改善LiFePO4的倍率性能和低温性能。 3 降低材料粒径，缩短Li+迁移路径。需要指出的是，该方法会增大材料的比表面积从而与电解液的副反应增多。 Zhao等研究了粒径对碳包覆LiFePO4材料低温性能的影响，发现在-20°C下材料的放电容量随着粒径的减小而增大，这是因为锂离子的扩散距离缩短，使脱嵌锂的过程变得更加容易。Sun等研究表明，随着温度的降低LiFePO4的放电性能显著降低，粒径小的材料具有较高的容量和放电平台。二、电解液电解液作为锂离子电池的重要组成部分，不仅决定了Li+在液相中的迁移速率，同时还参与SEI膜形成，对SEI膜性能起着关键性的作用。低温下电解液的黏度增大，电导率降低，SEI膜阻抗增大，与正负极材料间的相容性变差，极大恶化了电池的能量密度、循环性能等。目前，通过电解液改善低温性能有以下两种途径： (1)通过优化溶剂组成，使用新型电解质盐等途径来提高电解液的低温电导率; (2)使用新型添加剂改善SEI膜的性质，使其有利于Li+在低温下传导。 1 优化溶剂组成电解液的低温性能主要是由其低温共熔点决定，若熔点过高，电解液易在低温下结晶析出，严重影响电解液的电导率。碳酸乙烯酯(EC)是电解液主要溶剂组分，但其熔点为36°C，低温下在电解液中溶解度降低甚至析出，对电池的低温性能影响较大。通过加入低熔点和低黏度的组分，降低溶剂EC含量，可以有效降低低温下电解液的黏度和共熔点，提高电解液的电导率。 Kasprzyk等通过EC和聚(乙二醇)二甲醚两种溶剂混和获得非晶态电解液，仅在-90°C附近出现了一个玻璃化转变温度点，这种非晶态的电解液极大地提高了电解液在低温下的性能;在-60°C下，其电导率仍然能够达到0.014mS·cm-1，为锂离子电池在极低温度下使用提供了一个良好的解决方案。链状羧酸酯类溶剂具有较低的熔点和黏度，同时它们的介电常数适中，对电解液的低温性能具有较好的影响。Dong等采用乙酸乙酯(EA) 作为共溶剂，双三氟甲基磺酸亚胺锂作为电解质盐，该电解液的理论熔点达到-91°C，沸点达到81°C。结果表明，该电解液即便是在-70°C的极限低温下，离子电导率仍达到0.2mS·cm-1，结合有机物电极作为正极和1,4,5,8-萘酐衍生的聚酰亚胺作为负极，该电池在-70°C下仍然具有常温容量的70%。 Smart等对链状羧酸酯类作为电解液共溶剂提高电池的低温性能做了大量研究。研究表明，以乙酸乙酯、丙酸乙酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯作为电解液共溶剂有利于电解液低温电导率的提高，极大地改善了电池的低温性能。 2 新型电解质盐电解质盐是电解液的重要组成之一，也是获得优良低温性能的关键因素。目前，商用电解质盐是六氟磷酸锂，形成的SEI膜阻抗较大，导致其低温性能较差，新型锂盐的开发迫在眉睫。四氟硼酸锂阴离子半径小，易缔合，电导率较LiPF6低，但是低温下电荷转移阻抗小，作为电解质盐具有良好的低温性能。 Zhang等以LiNiO2/石墨为电极材料，研究发现低温下LiBF4的电导率低于LiPF6，但其低温-30°C的容量为常温容量的86%，而LiPF6基电解液仅为常温容量的72%，这是由于LiBF4基电解液的电荷转移阻抗较小，低温下的极化小，因此电池的低温性能较好。然而LiBF4基电解液无法在电极界面形成稳定的SEI膜，造成容量衰减严重。二氟草酸硼酸锂(LiODFB)作为锂盐的电解液在高低温条件下都具有较高的电导率，使锂离子电池在宽温度范围内展现出优异的电化学性能。Li等研究发现LiODFB/LiBF4-EC/DMS/EMC电解液在低温下具有良好的低温性能，测试表明石墨/Li扣式电池在低温-20°C，0.5C循环20周后容量保持率为：LiODFB/LiBF4EC/DMS/EMC (53.88%) > LiPF6EC/DEC/DMC/EMC (25.72%) ，前者容量保持率远高于后者，该电解液在低温环境下具有良好的应用前景。 LiTFSI作为新型锂盐具有高的热稳定性，阴阳离子的缔合度小，在碳酸酯体系中具有高的溶解度和解离度。在低温情况下，LiFSI体系电解液较高的电导率和较低的电荷转移阻抗保证了其低温性能。Mandal等采用LiTFSI作为锂盐，EC/DMC/EMC/PC(质量比15：37：38：10)为基础溶剂，所得电解液在-40°C下仍具有2mS·cm-1的高电导率。

时间：2019-07-19 关键词：电池电源技术解析电解液锂离子
锂离子电池组无线监控系统设计

1、前言随着锂离子电池的广泛应用，其安全性问题越来越受重视。对锂离子电池的参数进行实时检测可以有效避免电池的不安全使用，并且可以尽量发挥电池的性能。有些应用领域由于条件限制，难于铺设线路，需要对电池进行远距离的监测，比如路灯蓄电池管理;或者由于大量使用，逐个连接监测线路比较麻烦如基站电源管理中电池的状态监测或者大量在通信电台集中的场合等，可通过无线网络对采集的数据进行传输管理。该系统主要由锂离子电池组状态参数数据采集、信号无线传输、数据处理等几部分组成，系统框图如图1所示。前端由状态参数采集模块和无线发射控制模块组成，其中数据采集部分包括对锂离子电池组的电压、电流、内阻以及温度等参数进行测量，由单片机对采样数据进行初步处理，然后控制发射芯片调制发送。系统后端由无线接收控制模块、单片机和串口电路、本地计算机组成，接收芯片对信号解调，单片机接收数据并进行处理，将有效数据通过串口传送到本地计算机上进行，监测人员可通过对状态数据进行分析掌握该电池组的工作状态，对不正常的电池及时进行处理，确保其工作的可靠性。图1 电池监测系统原理框图根据锂离子电池组多样的应用环境以及系统管理的目的，状态采样装置采用的是模块化的设计，主要包括：锂离子电池组电压测量电路、电流测量电路、内阻测量电路、温度测量电路四个部分[1，2]。检测模块对采集的信号进行A/D转换，并将数据发送给控制模块。设计中采用的高精度、高实效数据采集模块兼顾了专用化和通用化的原则，配置灵活。系统可由单片机对各个模块的选通进行控制，各模块可单独使用也可以自由组合，能适应不同的应用场合。 2、实验系统无线数据传输和有线数据传输相比较而言，其特点是使用射频信号来发送和接收数据包。无线数据传输主要由无线数据终端、主接收器和主监控器组成，主监控器与主接收器间采用串行口通信。整个传输系统的设计都是为了实现对锂离子电池组状态在线监测这个目的，因此对数据传输的准确、实时性以及功耗问题是设计的关键。 2.1 发射端 2.1.1 发射端电路的设计实现无线传输系统发射端的硬件电路主要由数据采集模块、单片机以及RF发射芯片组成，电路如图2所示。图2 发射端电路文中采用的是ATMEL公司的AT89C51单片机对发射系统进行控制，单片机控制数据采集模块分别对电池的电压、电流、内阻以及温度进行采样。无线发射芯片采用的是挪威Nordic公司推出的一体化无线收发芯片nRF401，nRF401芯片中集成了高频发射/接收、PLL合成、FSK调制/解调和多频道切换等功能，在低成本数字无线通信应用中具有突出的技术优势[68]。 2.1.2 发射端软件设计根据对锂离子电池组监测系统的工作模式的设计，其软件设计的基本流程如图3所示。图3 发射端流程图对锂离子电池组的参数采样分为几种状态：一是定时采样;二是触发采样，有两类触发，一种是处于静止状态的监测电路在检测到电池组有工作电流时进入工作状态，开始定时采样;另一种是内阻的触发采样。监测模块在系统不工作的时候处于掉电模式，单片机以系统中的工作电流作为外部中断触发。一旦系统有工作电流，单片机响应中断进入工作模式。首先设定采样模块的工作模式，对电池组状态参数进行采样，单片机等待一定采样延时后，读取采样数据进行分析，判断数据是否发送，对采样数据是否发送的判断依据可以根据具体应用体系在单片机中预先设定。对监测系统作了如下设定： (1)监测系统应用于4串5Ah锂离子电池组的在线监测中，系统工作电流为1A，最大电流值为5A。电池组的应用现场具有保护电路，过充电保护电压值为4.2V，过放电保护电压值为3.3V，过电流保护电流值为3A; (2)在监测系统中设定的电池组工作状态参数正常范围为：工作电压为3.4V～4.1V，工作电流《2.5A，工作温度为-10℃～60℃，内阻值为初始值的2倍以内; (3)当电池处于正常工作范围时，监测系统每隔60s对电压、电流、温度采样一次，采样10次以后，对10次采样值取算术平均值然后发送。正常情况下电池组每循环10次启动内阻采样电路进行采样; (4)若电池状态参数超出正常工作范围，采样电路进入快速采样阶段，每隔10s对电压、电流、温度采样一次，对10次采样值取算术平均值，同时启动电池组内阻采样电路对内组进行采样并发送采样数据。 2.2 接收端 2.2.1 接收端电路的设计实现接收端的硬件电路由无线收发芯片nRF401、单片机AT89C51、串口芯片MAX232、主控计算机组成，电路如图4所示。图4 接收端电路 ANT1和ANT2是接收时LNA的输入，接收芯片nRF401的TXEN脚接地，工作在接收模式中。当nRF401接收到有效信号后，输入信号被低噪声放大器放大，经由混频器变换，这个被变换的信号在送入解调器之前被放大和滤波，经解调器解调，解调后的数字信号在DOUT端输出进入单片机。单片机判断信号是否为有效数据帧，首先提取出接收到的校验码计算校验和，判断校验和是否正确，若正确则分别提取出ID码、电压、电流、内阻、温度值通过串口电路发送到终端控制计算机上，否则单片机忽略此次数据，等待下一次接收。 2.2.2 接收端软件按照以上硬件电路设计，对系统软件编程的基本思路如下[3]：发射端单片机首先设定采样芯片的工作模式：有分别对电池的电压、电流、温度进行采样的三种状态。单片机接收检测部分传来的状态信息，判断是否发送。对于确定发送的监测数据，由于该系统可以把多个监测站的数据发往同一台主机，因此需要对各个监测对象加上ID号，另外由于可能在发送过程中会有少量的误码产生，故需在发送端产生校验和，将数据按照固定帧格式组合为数据帧之后发送到发射芯片。数据帧格式为前导符+同步字符+ID码+电压+电流+温度+校验码，由于数据包长度是固定的，可以直接采取计数的方法判断是否发送完成。接收端单片机收到先导字段格式的信号后，产生串行中断，中断程序负责接收数据帧，最后对收到的数据帧的进行CRC 校验和计算，与收到的校验和比较，并检验校验和，若校验和正确则将数据通过串口传到计算机，若校验和错误，则等待下一次的接收。 3.实验结果分析实验中系统对4串额定容量为5Ah的聚合物锂离子电池组进无线监测。在电池组工作过程中对其电压、内阻分别进行监测，系统前端测量值及终端监测结果如表1所示：表1 电池组状态参数监测结果(电压/内阻) Tab.1 Monitor result of batteries state parameter (voltage and resistance) 本设计中，对锂离子电池组工作状态参数的监测误差范围为：电压监测误差在0.005V以内;内阻误差在1mΩ以内。分析造成系统误差的原因，主要是由于前端检测电路带来的误差以及信号A/D转换引起的误差，而无线传输系统在发射距离20米内可以实现信号的稳定收发，误码率低于0.1%。 4.结论本文对电池监测系统的无线传输进行了研究，设计了一个远程无线数据传输系统，并以简洁的硬件电路实现电池参数信号的采集与存储，通过软件的设计减小了系统对电能的消耗以及传输误差。实验表明，无线监测系统可以实现对多个独立电源的在线监测，对其状态参数信号进行稳定的收发，给监测终端提供及时有效的电池组状态信息。

时间：2019-07-16 关键词：电池组无线监控系统锂离子
工信部：2019一季度锂离子电池产量27.7亿只电池产业总营收1573亿元

近日，根据中国轻工业信息中心数据整理、工信部消费品司发布了2019年1-3月电池行业运行情况：全国规模以上电池制造企业营业收入1573.4亿元，同比增长17.9%，实现利润总额47.1亿元，同比增长27.0%。2019年1-3月，全国电池制造业主要产品中，锂离子电池产量27.7亿只，同比增长8.2%；铅酸蓄电池产量3358.6万千伏安时，同比增长-1.3%；原电池及原电池组（非扣式）产量90.2亿只，同比增长3.1%。3月当月，全国锂离子电池完成产量11.4亿只，同比增长16.6%；铅酸蓄电池产量1451.2万千伏安时，同比增长6.9%；原电池及原电池组（非扣式）产量37.2亿只，同比增长7.8%。2019年1-3月，全国规模以上电池制造企业营业收入1573.4亿元，同比增长17.9%，实现利润总额47.1亿元，同比增长27.0%。

时间：2019-07-11 关键词：锂离子电池电池产业锂离子
踏板动力解决方案：为电动自行车和电动摩托车提供续航时间更长的13S、48V锂离子电池组

随着电动自行车和电动摩托车越来越受欢迎，消费者对电池组的续航能力也提出了更高的要求。延长电池组的续航时间可让车辆行驶更远里程而无需频繁充电。可以通过以下两种方法来提高锂离子(Li-ion)电池组的续航能力：增大电池总容量或提高能效。增大电池总容量意味着要使用更多或性能更佳的电池单元，这会显著增加电池组的总体成本。而提高能效可在不增加容量的情况下为设计人员提供更多的可用能源。有两种方法可以提高能效：提高荷电状态精度和/或降低电流消耗。要获得更长的运行时间，需要从电池组中吸收尽可能多的能量;但若发生过过度放电，电池将被永久损坏。为避免电池过度放电，准确了解电池容量或荷电状态信息至关重要。有三种方法可准确测量荷电状态：· 电池电压测量。· 库仑计数。· TI Impedance Track™技术。电池电压测量是最简易的方法，但它也具有低精度的过载条件。库仑计数测量并随时间积分电流。但是，实现更佳的荷电状态精度需要定期的全转-空转学习周期，且荷电状态精度将受到自放电和待机电流的影响。低温和老化的电池也会降低荷电状态的精度。Impedance Track技术通过学习电池阻抗直接测量放电速率、温度、寿命和其他因素的影响。因此，即使电池老化和温度过低，Impedance Track方法也能为您提供更佳的荷电状态测量精度。我们的精确测量和50μA待机电流，13S、48V锂离子电池组参考设计使用BQ34Z100-G1，一种用于锂离子、铅酸、镍金属氢化物和镍镉电池的Impedance Track电量计，且独立于电池串联电池配置工作。此设计支持外部电压转换电路。该电路可自动控制以降低系统功耗，并在每次充电时为用户提供更长的运行时间，而无需担心过度放电可能造成的损坏。由于电流消耗低，整个系统对测量结果的影响非常有限。因此，我们会在室温恒定放电电流下通过BQStudio直接从BQ34Z100-G1读取数据。图1所示为放电荷电状态测试结果。图1：恒定放电电流下的放电荷电状态测试结果提高能效的第二种方法是降低电流消耗。精确的测量参考设计引入了优化的偏置电源解决方案，如图2所示。图2：整个系统偏置功率图此设计利用我们新的LM5164作为辅助电源。该100 V LM5164是一款宽输入、低静态电流降压DC-DC转换器，可保护系统免受标称48 V电池的潜在瞬态影响，并为3.3V微控制器(MCU)和BQ34Z100-G1供电。LM5164的输入由两个信号控制：来自BQ76940的REGOUT和来自MSP430™ MCU的SYS。这两个信号中的任何一个均为高电平，将导通Q1并启用LM5164的输入 - 从而启用MCU电源。电路板刚出厂且电池管理电路板首次通电时，它处于出厂模式。除BQ76940外，整个系统未上电，实现低至5-μA的出厂模式电流消耗。按下按钮S1将REGOUT设置为高电平并打开系统电源。当MCU上电时，它会将SYS设置为高电平。无论BQ76940处于关闭模式还是正常模式，整个系统都具有稳定的电源。您需要打开MCU电源才能在待机模式下实现所有电动自行车的电池组功能，包括充电器连接/拆卸和负载连接/拆卸。Q1应该通电。要降低待机模式电流消耗，BQ76940通过I2C命令设置为关机模式。因此SYS为高电平，将Q1保持为通电状态。LM5164设置为低开关频率，以降低开关损耗，而MSP430 MCU处于低功耗模式。所有充电器连接/拆卸和负载连接/拆卸检测均通过固件实现。待机电流消耗通常为50μA，如图3所示。图4所示为主板的出厂模式电流消耗。图3：待机模式电流消耗图4：出厂模式电流消耗结论总之，参考设计实现了精确的荷电状态测量(通过BQ34Z100-G1)，并降低了待机和出厂模式电流消耗(通过优化的偏置电源解决方案)。这两种解决方案共同提高了电动自行车电池组的能效，为用户提供了更长的使用时间。

时间：2019-06-18 关键词：微控制器(mcu) 锂离子