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  • 新能源汽车发展驱动三元锂离子电池份额增加

    新能源汽车发展驱动三元锂离子电池份额增加

    三元锂离子电池市场份额的快速增长,使得退役三元锂电池也随之增长,因此,回收三元锂电池电极材料,成了电池行业新的热议话题。 在国家产业政策与市场需求的双重刺激下,三元材料产量呈现持续增长趋势。 随着我国新能源汽车产业的发展,以及行业内对电动汽车续航里程的要求,具有高能量密度的三元材料获得了广泛应用,未来三元锂离子电池市场份额也将会进一步增加。 三元锂离子电池市场份额的快速增长,使得退役三元锂电池也随之增长,因此,回收三元锂电池电极材料,成了电池行业新的热议话题。 锂电池,特别是新能源汽车动力电池,寿命通常为三到五年,且三元锂电池中的Co、Li和Ni都是较高价值的金属,回收经济性较好。 因此,对退役后的动力电池进行回收再利用,将会产生可观的经济效益及社会效益。 回收三元有价金属的每一个工序,都包含着多种处理方法,且各有优缺点,不过目前回收技术回收有价金属具有较高的回收率和纯度。 三元材料有价金属浸取的主要方法有酸浸法和生物浸取法,浸取速率直接关系到设备的利用率、回收成本等问题,浸取动力学也是湿法回收的一个重要研究方向。 一 从电极活性材料中浸取有价金属是液/固相间的非均相反应,其反应在相界面发生,反应速率由液体边界膜扩散、灰层扩散、产物表面层的扩散或者表面化学反应中的其中一个步骤控制。 目前,对浸取动力学研究的代表模型有反应核缩减模型SCM表达公式:1-(1-XB)1/3=Krt。其中,XB是固体物质的浸取率,Kr是表面化学反应的表观速率常数,t是浸取时间。 有未反应收缩核模型USCM表达公式:1-(1-XB)2/3]+2(1-XB)=Krt和阿夫拉米方程表达公式:-ln(1-X)=ktn。其中X是浸取物质的体积分数,k是浸取速率常数,t是浸取时间,n为反映浸取特征的参数。 上述金属浸取反应是受表面化学反应控制的,即浸取过程符合化学反应控制的核缩减模型。 但是SCM模型假设浸取颗粒是致密无孔的,反应后不产生灰层,也不留下惰性物质,所以反应始终在颗粒的表面进行。 而浸取金属的材料成分复杂,含有黏结剂、导电碳等一些其他杂质在酸中不溶解,所以在浸取反应中形成疏松多孔的灰层,在此种情况下,SCM模型显然不适用,以灰层扩散为反应限速步骤的USCM模型应更符合浸取的过程。 在灰层扩散控制模型USCM中,是假设随着浸取反应的进行,颗粒的尺寸也随着变化,而实际浸取的过程中颗粒大小相对固定,所以USCM模型也不能合理地描述浸取过程。 从经济性角度来分析,退役三元电池拆解后回收Li、Ni、Co、Mn等金属的价值大于回收处置成本,具有较好的回收价值。 以回收处理LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2三元退役电池为例,参考工业湿法回收有价金属的回收流程:退役电池拆解碱溶酸浸共沉淀制备前体合成三元电池材料,最终是以三元材料为回收产品。 目前,回收处理退役三元电池的利润还是比较可观的,且未来三元材料体系的发展趋势较好,随着三元材料的占比逐渐扩张,有价金属原材料的上涨,同时回收技术趋于成熟化,三元材料回收将具有更好的经济价值。 二 从工业化角度考虑,在湿法回收的预处理阶段,碱溶法更容易进行大规模正极活性材料收集。 在浸取有价金属的阶段,硫酸酸浸法操作简单,浸取时间短及成本低,适用于工业化生产。 此外,有价金属的分离提取,以及再合成阶段,以成熟的沉淀法获取三元前体并进一步固相法合成三元材料,减少各元素萃取分离步骤,实现有价金属的高效回收。 湿法回收的整个过程核心是有价金属的浸取和化学纯化过程,如何将固体形式的有价金属转移到溶液中,得到较高的浸取效率,从而保持有价金属后续的高回收率,同时减少其他杂质的引入,得到纯度高的产品。 随着锂电池技术的快速发展及三元体系电池报废量增长,为了获得性能更加优良的回收产品并形成成熟的回收体系,未来回收退役三元电池材料有价金属仍有多方面需要进行完善,如化学纯化、自动化拆解、完善的分类回收技术等。 作为电池材料,对材料的纯度要求较高,而退役电池材料及回收过程具有复杂性,难免会引入一些其他杂质,如何通过简单的方法除杂或阻碍杂质的引入,提高回收产品的纯度,是回收过程的关键技术,也是回收产品的关注重点。 在前处理阶段,由于各家的电池尺寸不一,且退役电池报废时内部化学形态复杂,给拆解工作带来极大的困难。 目前,拆解电池组的外壳,以及单体电池的外包装仍是手工拆解较多,但是对于出现大批量的电池拆解时,则需要考虑避免拆解过程中短路、起火、爆炸等安全问题。 此外,还要注意提高拆解效率及降低人工成本,所以研究电池的自动化拆解技术是今后回收退役电池材料有价金属的关键。 相对于正极有价金属材料,负极、隔膜、电解液等其他材料具有较低的回收价值,关注度低。 如果将此类材料若直接废弃,会对环境造成危害,尤其是电解液中存在大量的有害物质。 因此,发展对有价金属材料回收技术的同时,建立电池各项材料分类的回收处理方法,形成完善的分类回收技术,才是符合环保型资源化回收退役电池材料的最终要求。

    时间:2020-05-30 关键词: 锂离子电池 新能源汽车

  • 电动汽车里的电池它有多久的使用时间

    电动汽车里的电池它有多久的使用时间

    (文章来源:百家号)        当你第一次购买最新的智能手机,你可能会为拥有一台不需要额外充电就能在一天中正常工作的手机而感到非常高兴,然而,两年后,你可能会遇到和最后一部手机一样的挫折:晚餐前电池没电了。这一问题改变了人们对锂离子电池寿命的看法,也引起了刚刚接触电动车的人们的共同关注,如果手机里的锂离子电池不能用,为什么汽车里的锂离子电池还能用呢? 锂离子电池非常适合用于电动汽车,就像它们非常适合用于移动电话和笔记本电脑等便携式电子产品一样,它们提供良好的能量密度和(相对)较轻的重量,允许在任何汽车上使用压缩的最大范围,虽然电池的基本化学成分可能相同,但电池的放电和充电方法对电池寿命有很大影响。 一、是充放电循环,手机口袋里有小电池,为了最大限度地延长手机使用如此少量能源的时间,消费者必须完全使用电池,从100%到0%,当手机电池没电时,它就没电了——电池里几乎没有剩余能量,从0%(或接近0%)充电到100%是锂离子电池最密集的使用,Cadex电子公司创始人、《电池大学》(Battery University)一书的作者伊西多尔~布克曼(Isidor Buchmann)说,锂离子电池在开始严重恶化之前,可以像这样循环500次左右。 大约500个周期的充电和放置已经可以满足像苹果和三星这样的电子公司的需求,毕竟,有些人几乎每年都更换手机,但手机的短暂寿命无法与使用了十多年的汽车相比,幸运的是,电动汽车的电池还没有经历过如此糟糕的情况,电池设计为在适当的保护措施下永久运行,以防止过早衰退和故障。 二、电池缓冲,所有制造商都使用的电池缓冲器称为电池缓冲器,从本质上讲,驾驶员不能使用汽车电池组中储存的所有电力,当车辆显示剩余能量为0%时,蓄电池中实际上会有一个电动缓冲装置,以防止由于前面提到的0%到100%的充电循环而导致蓄电池加速退化。 虽然并不是所有的制造商都宣布了他们的汽车的“可用”电池容量,雪佛兰已经宣布了Volt插电式混合动力电池的容量,现在是18.4,kWh电池组,只有14千瓦时的电力实际上是可提供给司机-约75%的电池的实际容量,这意味着,汽车从0%到100%的充电更接近于从15%到90%的充电,电池组的使用情况要少得多,在严重退化开始之前,这将允许数千个周期,而不仅仅是数百个周期。 三、教训,这些跑车的电池里没有备用的能量缓冲电池,用户可能会耗尽0%的电池,如果跑车没有像这样插上电源,电池容量最终会受到影响,可能需要一个新电池才能使汽车恢复正常,虽然跑车电池保持在最佳状态可以使用多年,但没有什么可以防止粗心的用户忘记保养他们的车辆,说到特斯拉,它的保护措施与其他厂商略有不同,特斯拉对高端缓冲区是透明的——默认情况下,他们的汽车最多只能充电90%,您可以根据您的喜好将每日驾驶缓冲区调整到50%到90%之间。 四、电池温度控制系统中,另一种用来控制电池劣化的保护措施是热管理,锂离子电池的最佳温度与人类最快乐的温度相同:华氏70度,虽然低温会暂时降低行驶里程和性能,但它们不会像高温那样威胁电池寿命,高温操作会加速电池的降解速度。 五、对质量保证的承诺,电动汽车中几乎所有的电池都能使用至少8年,行驶10万英里,大多数制造商保证在这段时间内有一定的电池寿命,对于汽车部件来说,8年或10万英里的保修期是很长的,实际上,拥有这辆车要比大多数新车购买者花费更长的时间,而这些更长的保修期旨在帮助驾驶员对汽车的使用寿命更有信心,如果汽车制造商认为他们的硬件不会持续那么长时间,他们就不会提供这么长的保修期——他们也不想为电池更换买单! 众所周知,电动车电池的更换成本非常高,通常高达数千美元,虽然锂离子电池可能是一种相对较新的汽车技术,但汽车总是携带着一种一旦发生故障就需要花费大笔钱更换的东西:内燃机,虽然发动机的保修期通常在5年左右,但发动机的使用寿命有望达到车辆的使用寿命。

    时间:2020-05-24 关键词: 锂离子电池 电动汽车

  • 能源发电成本还将缓慢下降,储能成本差距拉大

    能源发电成本还将缓慢下降,储能成本差距拉大

    一家研究机构Lazard分析得出,可再生能源的成本将继续下降,但同时能源成本(LCOE)的下降速度正在放缓。 根据最新研究,与现有常规发电技术的边际成本相比,太阳能和陆上风力发电的成本仍然具有竞争力。过去5年,事业规模的太阳能发电成本每年下降约13%,而陆上风力发电成本每年仅下降7%。同时,储能成本(LCOS)分析报告得出,由于效率的提高和成熟的供应链,锂离子电池(尤其在短期应用方面)与其他技术和化学物质相比都是最便宜的。 能源竞争力如何? 可再生技术成本的持续下降已经给传统资源带来压力,但与此同时,地区差异和间歇性资源的分配问题仍然是决定其竞争力的因素之一。 Lazard发现,在当地政府补贴的情况下,建设新的陆上风能(平均28美元/MWh)和公用事业规模的太阳能(36美元/MWh)的成本与煤炭(34美元/MWh)和核能(29美元/MWh)的边际成本相比,已然显现出其竞争力。 在没有补贴的情况下,一些资源尤其是风能也能在“某种程度上”与传统发电技术产生竞争力。比如,一些小岛通过轮船运输煤炭石油,费用较高,治污成本也高,而利用风能发电可“自产自销”,大大减少这方面的消耗;中国西北一些地区,风力很强且“全年无休”,大大增加了发电时间,进一步缩减了与传统发电间的差距。锂离子电池成本的下降,又使得风力、太阳能发电与之结合得更加密切。 Lazard表示,风力和太阳能发电成本下降的原因包括系统组件价格下降、发电效率提高等,但又因为这些行业正在走向成熟,所以成本虽然在下降,但“下滑速度已经放缓”。 图片来源:Lazard 值得警醒的是,资源的可用性和燃料成本的地区差异有可能导致某些技术的能源成本出现“显著差异”,使得地区间电力成本出现不平衡。如果再没有相关的储能设施,这些资源就会缺乏效益。 储能发展趋势如何? 据了解,太阳能+储能系统在短期和商业应用中具有经济吸引力,但在住宅和长期批发中仍面临挑战。与未获得补贴的储能成本相比,100 MW/200 MWh系统的价格从173美元/MWh到315美元/MWh不等,而0.006 MW/0.025 MWh住宅系统的成本在457美元/MWh到663美元/MWh之间。 尽管行业担心未来锂离子系统的储能成本会上升,但在大多数情况下,成本都在大幅下降。储能模块的成本下降比系统组件以及操作和维护的成本下降得更为明显。 总之,能源发电的成本将持续并缓慢下降,而储能的成本差距将越来越大。

    时间:2020-05-15 关键词: 太阳能 锂离子电池 可再生能源

  • 基于智能电池电量计的动态血糖监视仪电池寿命解决方案

    基于智能电池电量计的动态血糖监视仪电池寿命解决方案

      人体血糖值的偏高或偏低都有可能导致严重的健康威胁,因此监测血糖水平是重中之重。目前全球已有1.5亿人口罹患糖尿病,所以个人便携型血糖监测仪(BGM)的需求巨大。   图1所示的动态血糖监测仪(CGM),可帮助糖尿病患者实时检查血糖读数,也可在超长时间段内监测血糖值。CGM能够持续监测血糖水平,然后在用户血糖值达到危险值时提示用户。这款监测仪通常包含图2所示的传感器单元和图3所示的聚合器单元。      图1:动态血糖监测仪(CGM)   此传感器单元使用纽扣电池或硬币电池,在一定时间段内与人体连接(例如,8到10天)。聚合器单元是由电池供电的手持单元,可以利用如近场通信等无线射频(RF)技术来读取血糖数据。聚合器单元的电池管理子系统由电池充电器、电池电量计和保护器构成。3.7 V锂离子单电池就可运行一般的聚合器单元。其可通过电源适配器的USB或DC输入进行充电。      图 2:CGM传感器单元      图 3:CGM聚合器单元的示意框图   电池电量计可以预测并估算电池在不同负载状态下的剩余容量、充电状态、电量耗尽时间和运行状况,从而帮助解决电池管理中的难题。利用智能电池电量计,用户可以延长运行时间(如图4所示)和电池循环寿命。德州仪器(TI)的Impedance Track™测量算法实现了准确度高于99%的电池容量预测,使其具有卓越的模拟测量性能和电池特征建模功能。     图4:采用TI电量计实现超长运行时间   这款血糖监测仪提供多种单节电池测量选项,不仅外形小巧,经济高效,而且功耗超低。电量计可以搭载在电池组内或系统PCB上,后者更多见于便携型医疗应用。   图5和图6分别展示了典型的系统侧和组侧电量计配置。系统PCB上的电量计,如BQ27426,只需要最低的用户配置,并且在正常工作时电流消耗也很小。对于更高级别的集成,某些电量计具有集成式检测电阻,如BQ27421-G1。   另一方面,如果电量计搭载在电池组内,则可以通过基于闪存的固件和256位集成式安全哈希算法(如BQ27Z561-R1)提供具有高准确性的解决方案。BQ2970等保护集成电路可提供电压、电流和反向充电器保护。      图 5:典型的主机/系统侧电量计配置      图 6:典型的电池组侧电量计配置   电池电量计提高了电源管理的先进性和智能水平。不具有准确电量计的系统只能在固定电压下关闭。许多设备关闭时系统电压为3.5 V,以便保护用于最坏情况的备用容量(保留电能用于关机),但如图4所示,只通过微控制器和模数转换器测量电池电压,进而生成低电池电量警告并不是测量剩余电量的可靠方法。这是由于大多数应用都具有可变负载。电池电量计将计算剩余电量并改变关机电压,以满足任何条件下所需的备用容量要求,从而增加运行时长。   除保有备用容量的优势外,由于应用产生的高瞬态脉冲负载,一些电池电量计还能够不报告0%的电荷状态,从而使电池电压降至终端电压以下。当电池仍然具有高电量时,这个特性很有优势,但是高瞬态负载会造成提前达到终止电压。   电池是复杂的电化学系统,受电池老化、温度和阻抗的影响。算法、紧凑设备和高级设备集成都是改进系统性能的关键特性。您在动态血糖监测仪等医用电池供电应用方面面临的最大挑战是什么?请在文末告诉我们您的观点。

    时间:2020-05-12 关键词: 传感器 锂离子电池 智能电池 血糖监测仪

  • 马尔戴克启动一个以锂离子电池为基础的储能项目 投资约1500万欧元

    马尔戴克启动一个以锂离子电池为基础的储能项目 投资约1500万欧元

    近日,道达尔投资约1500万欧元,在法国敦克尔克港区马尔戴克启动了一个以锂离子电池为基础的储能项目。 该锂离子电池储能系统的储能容量为能力为25MW/25MWh,包括11个集成的2.3MWh集装箱,由帅福得在波尔多的生产基地设计和制造,预计在2020年后期投入使用。建成投产后,该系统将成为法国最大的锂离子储能系统。 该储能系统将被用来提供快速备用服务,道达尔董事长兼首席执行官表示,这个锂离子电池储能系统有助于实现提高可再生能源在法国能源结构中所占比例的目标,同时帮助稳定国内电网。      

    时间:2020-05-01 关键词: 锂离子电池 储能

  • 锂离子电池极片涂布工艺解析

    锂离子电池极片涂布工艺解析

    大家知道什么是锂离子电池极片涂布工艺吗?在锂离子电池的生产制造中,是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程。整体来说,锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、预充、化成、老化工艺。在这三个阶段的工艺中,每道工序又可分为数道关键工艺,每一步都会对电池最后的性能形成很大的影响。 在极片制造工艺阶段,可细分为浆料制备、浆料涂覆、极片辊压、极片分切、极片干燥五道工艺。在电池组装工艺,又根据电池规格型号的不同,大致分为卷绕、入壳、焊接等工艺。在最后的注液阶段又包括注液、排气、封口、预充、化成、老化等各个工艺。 电池制造过程中每道工序都会造成一定的浪费,浪费的原因有员工失误、设备失误、环境原因等等,为了保证产品的成本率足够好,就尽量保证每一步产品都是合格的。 涂布的意义 浆料涂覆是继制备浆料完成后的下一道工序,此工序主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料均匀地涂覆在正负极集流体上。极片涂布对锂电池具有重要的意义,主要体现在以下几点: 1.对成品电池容量具有重要意义。在涂布过程中,若极片前、中、后三段位置正负极浆料涂层厚度不一致,则容易引起电池容量过低、过高,更易在电池循环过程中形成析锂,影响电池寿命。 2.对电池的安全性有重要意义。涂布之前要做好5S工作,确保涂布过程中没有颗粒、杂物、粉尘等混入极片中,如果混入杂物会引起电池内部微短路,严重时导致电池起火爆炸。 3.对电池性能一致性具有重要意义。电池厂比较忌讳的是一批电池中,容量差异、循环寿命差异较大,所以在极片涂布过程中要保证极片前后参数一致。 4.对电池寿命有重要意义。浆料涂覆前后差异大、极片混入粉尘、极片左右厚度不均匀等等,都关系到电池电化学性能的优劣。 所以,该工艺对浆料涂覆的要求是:在浆料足够好的情况下,极片活物质前、中、后面密度保持一致,涂布过程中无杂质混入。当然了极片好坏的界定不仅仅是以涂布的效果来决定的,如果极片出现掉粉严重、不耐弯折、极片中有白色气泡等现象,这就是浆料的问题了,需要重新回到第一步进行解决。 涂布的方式 涂布设备主要由收放卷单元、供料单元、张力控制系统、涂布机头、烘箱等部分组成。涂布可以分为转移式涂布和挤出式涂布两种,两者各有优缺点。 转移式涂布:涂辊转动带动浆料,通过调整刮刀间隙来调节浆料转移量,并利用背辊或涂辊的转动将浆料转移到基材上,按工艺要求,控制涂布层的厚度以达到重量要求,同时,通过干燥加热除去平铺于基材上的浆料中的溶剂,使固体物质很好地粘结于基材上。如图1所示。 其优点是对浆料粘度要求不高,容易调节涂布参数,无堵料等,不足之处在对于动力电池来说涂布精度较差,无法保证极片的一致性。浆料在辊间暴露于空气中,对浆料的性质有部分影响。 挤出式涂布:上料系统将涂料输送给螺杆泵,再将浆料动力输送至挤出头中,通过挤出形式将浆料制成液膜后涂布至移动的集流体上,经过干燥后形成质地均一的涂层,如图2所示。其优点是涂膜后极片非常均匀且精度高,涂层边缘平整度高,密闭操作系统,不受异物影响,适合量产。其不足之处在于设备精度要求高,维护保养要求高,浆料粘度范围要求高,变换规格时需要更换新的垫片。 涂布中注意的问题 涂布过程中减少涂布缺陷,提高涂布质量和良品率,降低成本是涂布工艺需要研究的重要内容。涂布过程中产生的浪费主要是初始调机(跟工艺员操作水平有关)、涂布中断箔、混入异物等,每次停机都将会产生一定距离的浪费。 在涂布中常常出现的问题是:原料污染、涂布工艺不稳定、操作不规范、干燥程序设置错误等,这些问题常常会造成极片出现以下问题: 1.点状缺陷 主要来自于浆料内气泡和混入的异物。气泡可以来自搅拌中脱泡未完全、供料工作过程中或者涂布过程中。异物主要来自于操作时的失误或环境问题。涂布过程中,浆料内部气泡喷涂在极片上,经过烘箱烘干时,气泡破裂,在极片上形成白色圆斑。此处活物质涂层较薄,在电池充放电过程中也最易造成微短路。极片中有异物存在时,颗粒周围涂膜处是低表面张力区域,液膜向周围呈发射状迁移,形成点状缺陷。防止出现此类缺陷的手段主要有:控制操作环境、优化浆料搅拌、控制涂布速度、保证基材干净。 2.厚边缺陷 极片在辊压过程中,厚边承受更大的压力,不仅造成极片在横向密度上不同,也会造成厚边处活物质颗粒被碾碎。存在厚边缺陷的极片经过压制后,会出现较严重的翘曲现象,对后续的分切、卷绕过程中也会有很大的影响。厚边处活物质颗粒被碾碎后,在充放电过程中锂离子和电子的传输路径变远,则会导致电池内阻增大极化加深,会影响电池的使用寿命和安全。 同时,由于极片边部较厚在卷芯内部构成应力集中点,此处极易发生析锂和微短路,对电池性能也是极为不利的。产生厚边的原因是浆料表面张力的驱使,使浆料向极片边缘无涂覆处迁移,烘干后形成厚边。有研究发现,涂布速度对边缘宽度和高度无显著影响,边缘梯度随着涂布速度增加而增大,减小间隙比( 涂布间隙/膜层厚度),可以降低边缘效应。相关间隙涂布研究结果表明,通过调整涂布间隙、压力预调整也可以降低厚边。利用添加界面活性剂降低浆料表面张力的方法也可一定程度上减少厚边的发生。 未来涂布工艺的发展趋势 挤压式涂布由于具有高精度、涂布均匀、适合较大宽度涂布等优点被广泛应用于动力电池领域,而其也逐渐取代适用于中试线的转移式涂布机。未来涂布工艺将向着高设备性能、高稼动率、在线测厚控制精度、提高干燥效率等方向发展。以上就是锂离子电池极片涂布工艺的概述,希望能给大家参考。

    时间:2020-04-05 关键词: 锂离子电池 极片 涂布

  • 钛酸锂电池技术发展现状

    钛酸锂电池技术发展现状

    什么是钛酸锂电池技术?它有什么工作原理?小编给大家介绍下干货,钛酸锂电池技术:它还可以用作正极,与金属锂或锂合金负极组成1.5V的锂二次电池。它是一种用作锂离子电池负极材料-钛酸锂,可与锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂等正极材料组成2.4V或1.9V的锂离子二次电池。 由于钛酸锂的高安全性、高稳定性、长寿命和绿色环保的特点。钛酸锂电池技术在储能领域,具有充电快、寿命长、耐低温等优点,特别适用于固定里程或固定线路的公交、码头拖车等车型。钛酸锂电池仍不算是电池技术的主流,目前国内汽车厂商应用比较多的还是三元锂电池、磷酸铁锂电池。 钛酸锂电池的组成 负极:钛酸锂材料 隔膜:以碳作负极的锂电池隔膜 电解液:以碳作负极的锂电池电解液 电池壳:以碳作负极的锂电池壳 钛酸锂电池技术未来发展前景怎么样? 钛酸锂电池虽然倍率性能较差,能量密度不够高,但其具有快充的优势。随着其价格日趋合理,充电设施配套日益完善,未来钛酸锂电池有望在动力电池领域占据重要的一席之地。 据了解,从实际使用价值来看,钛酸锂电池有望凭借超长的循环寿命,给客户带来更低的使用成本优势。随着价格日趋合理,钛酸锂即将上演逆袭。钛酸锂电池未来市场空间将十分有限。汽车产业基本没有空间,未来汽车产业的空间将比现在还小。储能领域可以尝试,但也不会成为主流,再加上价格高昂,与未来储能有望用动力电池二次利用的高性价比相比,钛酸锂在储能领域前景也堪忧。 钛酸锂电池技术的优缺点 钛酸锂电池具有体积小、重量轻、能量密度高、密封性能好、无泄露、无记忆效应、自放电率低、充放电迅速、循环寿命超长、工作环境温度范围宽、安全稳定绿色环保等特点,所以在通信电源领域具有非常广泛的应用前景。钛酸锂电池作为负极材料时电位平台高达1.55V,比传统石墨负极材料高出1V还多,虽然损失了一些能量密度,但也意味着电池更加安全。 由于钛酸锂电池在高温、低温环境中均可以达到安全使用,也体现出其耐宽温(尤其耐低温)的重要优势。目前,银隆钛酸锂电池的安全工作温度区域在-50度到65度之间。循环寿命长。与传统锂离子电池普遍采用的石墨材料相比,钛酸锂电池材料在充放电嵌脱锂过程中,骨架结构几乎不发生收缩或膨胀,被称为“零应变”材料,避免了一般电极材料脱/嵌锂离子时晶胞体积应变而造成的电极结构损坏的问题。 钛酸锂电池的一个优势是快速充放电能力强,充电倍率高。目前银隆钛酸锂电池的充电倍率有10C、甚至20C,而普通石墨负极材料的电池充电倍率仅有2C-4C。钛酸锂电池在循环使用中会发生持续产气,导致电池包鼓胀,高温时尤其严重,影响正负极的接触,增加电池阻抗,影响电池性能的发挥。这也是限制负极材料钛酸锂广泛应用到电池中的主要障碍之一。 钛酸锂电池材料颗粒纳米化的过程往往比较困难,需要较高的成本,目前难以实现大规模的工业生产。钛酸锂电池相对其他类型的锂离子动力电池能量密度会低一些。 钛酸锂电池技术在国内外的发展状况 近10多年来,国内外对钛酸锂电池技术的研究可谓是风起云涌。其产业链可分为钛酸锂材料制备、钛酸锂电池生产与钛酸锂电池系统的集成及其在电动车及储能市场的应用。 国际上对钛酸锂材料研究及产业化方面的有美国奥钛纳米科技公司、日本石原产业株式会社、英国庄信万丰公司等。其中美国奥钛生产的钛酸锂材料无论在倍率、安全性、长寿命及高低温等方面性能优异。但是由于生产方法过于冗长精细导致生产成本偏高,使其在商业化推广上难度较大。 国际上能够批量生产钛酸锂电池的厂家并不多,主要以美国奥钛与日本东芝集团为代表。钛酸锂电池的应用市场主要有电动车、储能市场及工业应用。国内在钛酸锂电池生产方面已有多家,如湖州微宏、珠海银隆、深圳博磊达、天津市捷威动力工业有限公司、四川兴能、中信国安盟固利电源技术有限公司、湖南杉杉及安徽和深圳周边的多家规模较小的钛酸锂电池生产厂家。 以上是钛酸锂电池技术未来发展前景的介绍,钛酸锂电池凭借高安全、快响应、长寿命、低成本等特性应用在发电、供电、用户侧。如今,一个架构初现的钛酸锂储能生态圈已然清晰可见。相信未来的科学更加发达的时候,电池技术会越来越好。

    时间:2020-04-04 关键词: 锂离子电池 钛酸锂电池 钛酸锂

  • 锂电池的深入了解

    锂电池的深入了解

    什么是锂金属电池?它有什么用途?锂金属电池通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的,用完就废了,不能充电,因此也称一次电池。锂离子电池则是利用锂离子的浓度差进行储能和放电,电池中不存在金属锂,因此也称锂二次电池。目前所应用于手机、相机、电动工具、电动汽车、储能、通信基站等可充锂电池,均为锂离子电池。一般市场上大多数常用可见的锂电池均为锂离子电池,大家也习惯简称为锂电池,本文所称锂电池也主要指锂离子电池。 一、锂电池分类 1、市场上习惯用的两种分类方式:按极片材料分类和按产品外观分类。 A、按极片材料分类 正极材料:磷酸铁锂电池(LFP)、钴酸锂电池(LCO)、锰酸锂电池(LMO)、(二元电池:镍锰酸锂/镍钴酸锂)、(三元:镍钴锰酸锂电池(NCM)、镍钴铝酸锂电池(NCA)) 负极材料:钛酸锂电池(LTO)、石墨烯电池、纳米碳纤维电池 关于市场上的石墨烯概念,主要是指石墨烯基电池,即在极片中加入石墨烯浆料,或在隔膜上加入石墨烯涂层。镍酸锂、镁基电池市场上基本不存在。 B、按产品外观分类 分为:圆柱、软包、方形。 圆柱和方形外包装多为钢壳或者铝壳。软包外包装为铝塑膜,其实软包也是一种方形,市场上习惯将铝塑膜包装的称为软包,也有人将软包电池称为聚合物电池。 对于圆柱形锂离子电池,其型号一般为5位数字。前两位数字为电池的直径,中间两位数字为电池的高度。单位为毫米。例如18650锂电池,它的直径为18毫米,高度为65毫米。 C、按电解质材料的不同 锂离子电池分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)。 液态锂离子电池使用液体电解质(目前动力用电池多为此种)。聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物凝胶电解质。关于固态电池,严格意义上的是指电极和电解质均为固态的。 D、按电池实用性能分类 功率型电池和能量型电池。能量型电池以高能量密度为特点,主要用于高能量输出;功率型电池以高功率密度为特点,主要用于瞬间高功率输出、输出的电池。而功率能量型锂电池是伴随着插电式混合动力车的出现而出现的。它要求电池储存的能量较高,可以支持一段距离的纯电行驶,也要具备较好的功率特性,在低电量的时候进入混合动力模式。 简单理解,能量型类似于马拉松选手,要有耐力,就是要求高容量,对大电流放电性能要求不高;那么功率型就是短跑选手,拼的是暴发力,但耐力也要有,不然容量太小就跑不远。 二、锂电池材料构成 四大主材:正极材料、负极材料、隔膜、电解液 辅材:NMP、铜箔、铝箔、铝壳盖板、导电剂、粘结剂、其他(EMD)等。 三、制作工艺 锂电池的制造流程可分为电极制片、电芯装配、激活检测和电池组装四个主要工序。其中,电极制片又包括正极片和负极片制作,主要环节包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切和极耳等步骤。 四、生产所需设备 按照锂离子电池的生产流程,锂电设备主要可以分为前端设备、中端设备和后端设备。 前端设备主要是针对电极制片工序,包括真空搅拌机、涂布机、辊压机和分切机等。涂布工艺要求将搅拌后的浆料均匀地涂在金属上,厚度精确到3μm以下,分切要需要保证切片表面不能存在任何毛刺,否则会对后续工艺产生很大影响。因此,前端设备是电池制造的核心设备,关乎整条生产线的质量。 中端设备主要覆盖电芯装配工序,主要包括卷绕机或叠片机、电芯入壳机、注液机以及封口焊接等设备。 后端设备主要覆盖电芯激活化成、分容检测以及组装成电池组等工艺。相对而言,中后端设备如入壳、封口、检测等机器相对简单,技术要求不高。 五、锂电池应用 主要分为三大块:数码类、动力类、储能类。 数码类:手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、MP3/MP4、耳机、充电宝、航模、移动电源等。 动力类:主要指电动交通工具,电动自行车、新能源汽车等。 储能类:主要应用于基站电源、清洁能源储能、电网电力储能、家庭光储系统等。 相信将来锂电池会有更广泛的应用,以上就是锂金属电池的应用,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-04 关键词: 锂电池 锂离子电池 金属锂

  • 新型锂硫电池解析

    新型锂硫电池解析

    什么是新型锂硫电池?它有什么作用?具有锂离子电池容量五倍的电池以及低环境负荷的电池可能会导致电动汽车的大幅降价并能大规模存储电力。基于锂和硫(Li-S)的电池能够在超过200个充放电循环中保持99%的效率;如果用于为智能手机供电,它将能够保持运行五天。 新电池是由澳大利亚墨尔本莫纳什大学机械工程和航空航天系的研究员Mahdokht Shaibani和她的同事开发的。 研究人员已经为他们的制造工艺申请了专利(PCT / AU 2019/051239),原型电池已经由包括弗劳恩霍夫材料和光束技术研究所在内的德国合作伙伴成功制造。科学家们认为,这一进展可能会改变未来手机、汽车、电脑和太阳能网络的生产方式。这项研究发表在《科学进展》杂志上。 研究小组包括Shaibani和她在莫纳什大学的团队;与来自CSIRO、列日大学、弗劳恩霍夫和Beam Technology的同事们一起。“Li-S电池的设计和实现可能会给汽车市场带来一场革命,”论文作者之一、莫纳什大学(Monash)教授Mainak Majumder说。 当谈到电池,每个人都在寻找新的解决方案,提供更长的寿命和可持续性。研究人员一直致力于研究能够充电更多、使用更久的电池。到目前为止,锂硫电池的弱点是由于硫电极的容量太大,以致于它打破了正常的电池充放电循环。硫电极在循环过程中膨胀收缩,电极体积变化约78%。 当硫电极充电到所需的5至10 mg cm-2时,由于锂化/去硫化体积和由此产生的应力的巨大变化,较高的能量性能迅速衰减。研究人员在化学层面上为硫粒子提供了更大的空间,他们使用了更少的聚合材料来将硫粒子固定在电极上,从而在硫粒子之间创造了更多的空间结构。使用与锂离子电池相同的材料,研究人员重新配置了硫阴极的设计,使其能够承受更高的应力负荷,而不会降低整体容量或性能。 这种锂硫电池可以极大地降低电池的成本,因为硫是一种储量丰富且极其经济的化学元素。然而,可能存在与锂离子电池生产相关的伦理问题。有关电迁移率的主要问题与提取生产电池所需的原材料的过程有关。许多研究也集中于开发对环境影响较小的较便宜的成分,例如硫。 据科学家预测,到2050年,道路上的电动汽车数量将达到9.65亿辆,电池的存储能力将提高到12380千兆瓦时,而光伏系统的存储能力将超过7100千兆瓦时。未来几年,对金属的需求将大幅增长。电池是未来几年欧洲能源供应系统摆脱碳氢化合物(包括运输和电力)的关键技术之一。硫磺更容易找到,也更便宜,尤其是因为它也是石油加工的废弃物。在不久的将来,我们将需要新一代高性能、可靠、安全、可持续和廉价的电池。 储能系统将在电力和热力系统的完全脱碳过程中发挥越来越重要的作用。从化石燃料向可再生能源的过渡不能不包括发展先进的能源储存技术,例如储存系统和电池。与传统锂离子电池相比,新的储能技术使用了硫,硫是一种非常经济的材料,比传统锂离子具有更高的抗过载能力、更低的毒性和更轻的重量。 利用锂离子电池的电化学反应可以在各个应用领域带来令人兴奋的新发展。其他研究人员发现,将硫碳储能材料包裹在柔性薄石墨烯薄片中,可以加速电子和离子的运输,从而提高性能和导电性。通过将硫碳单元包裹在石墨烯片上,可以获得更长的电池寿命、更好的循环稳定性和更高的效率。以上就是新型锂硫电池的相关解析,希望能给大家参考。

    时间:2020-04-03 关键词: 锂离子电池 汽车市场 锂硫电池

  • 充电ic新世界,锂离子电池充电ic设计方案探讨

    充电ic新世界,锂离子电池充电ic设计方案探讨

    对于充电ic,不知大家了解多少。充电ic的应用,使得我们的生活更为便利。为增进大家对充电ic的了解,本文将讲解锂离子电池充电ic的设计方案。如果你对充电ic具有浓厚兴趣,不妨继续往下阅读哦。 锂离子和锂聚合物电池具有工作电压高、无记忆效应、工作温度范围宽、自放电率低及比能量高优点。使其能够较好地满足便携式设备对电源小型化、轻量化、长工作时间和长循环寿命以及对环境无害等要求,同时随着锂离子电池产量的提高,成本的降低,锂离子电池以其卓越的高性价比优势在便携式设备电源上取得了主导地位,这也使得锂离子电池充电器得到了巨大的发展和广阔的市场。本文设计一款针对单节锂电池的线性充电器IC,采用CMOS工艺设计了一款具有智能热调整功能的单片线性锂离子电池充电器IC,在此设计的线性锂离子电池充电器IC在恒流/恒压充电模式的基础上,增加了涓流充电模式和智能热调整模式。 1 线性锂离子电池充电器的整体结构设计 图1所示为本文锂离子电池充电器的整体功能模块图。这些子模块包括。基准电压源、基准电流源、欠压闭锁模块、恒流充电放大器、恒压充电放大器、智能热调整放大器、钳位放大器、振荡器、计数器、电池温度保护模块、功率管衬底保护模块、逻辑模块以及多个比较器模块。 考虑芯片的实际应用,本文设计的锂离子电池充电器具有以下几个特点: (1)芯片的温度保护方面在充电过程中,当电池的电压达到涓流充电跳变电压门限而进入恒流阶段时,恒流阶段为大电流充电,由于本文的功率管为PMOS,在负载电池和电源之间只有该功率管,此时电池电压较低,芯片功率耗散达到最大。其功率耗散为: P=(Vcc-VBAT)Icc (1) 大功率耗散将导致芯片的温度急剧上升,因此设置了一个智能的热反馈回路。当芯片温度上升到热反馈温度点105℃时,启动热反馈回路,使芯片温度维持在105℃。当电池电压进一步升高时,由式(1)可知,功率耗散逐渐降低,在较小的功率耗散下,芯片的温度会逐渐降低。此时退出智能热调整工作模式,进入恒流充电模式,使用大电流Icc对电池充电,或者直接进入恒压充电阶段。该热反馈回路的使用,使充电的速率最大化,同时用户无需担心芯片的温度过高。 (2)成本方面。本文介绍的芯片采用CMOS工艺设计,成本低,工艺易于实现。 (3)与用户的交互式管理方面。芯片提供了多个外部用户编程引脚以方便用户对芯片的管理和使用。在充电电流的控制方面,用户可以通过连接1只电阻至芯片一个引脚对充电电流进行编程;在充电最终电压的控制方面,用户可通过将芯片的一个引脚接高电平或低电平来设置最终充电电压为4.1 V或4.z V,以适应对使用不同的负极材料的锂离子电池进行充电;在充电时间的控制上,用户可通过连接1只电容至芯片1个引脚对充电时间进行编程,满足用户不同的充电时间要求。芯片设计预计达到的特性和参数见表1. 芯片引脚的外部连接如图2所示。在图2中,CHRG,FAULT,ACPR三引脚分别与一个1 kΩ的电阻以及一个发光二极管相连,用于指示芯片的充电状态;4.7μF电容为电源Vcc的旁路电容,在电池BAT引脚处接有一个ESR为1 Ω的1 μF旁路电容,用于在没有电池时,将纹波电压保持在低水平。NTC引脚处,一个10 kΩ的负温度系数的电阻RNTC与4 kΩ电阻相串连,将RNTC上的分压作为NTC引脚的输入。 2 线性锂离子电池充电器的整体仿真结果 仿真中,为缩短仿真时间,将电池等效为一个大电容CBAT,其等效串连电阻为RESR.2为对预设定的充电器芯片特性参数表仿真后得到的结果。 2.1 电器充电过程波形图 图3~图5是充电器的充电过程在不同的条件下仿真得到的结果。为缩短仿真时间,电池预设的电压为2.3 V,以便充电过程能够迅速地由涓流充电模式过渡到恒流充电模式。 在仿真中,RPROG的值设置为3 kΩ,涓流充电电流为50 mA,恒流充电电流为500mA;SEL 引脚接地电位,电池的最终充电电压为4.1V.由图3~图5中可以知,在各种工作条件下,充电器都能正常工作。在图4中充电的过程与温度的关系曲线中,当温度为125℃时,充电电流为零,这是由于芯片中的智能热调整温度Tc是105℃,智能热调整电路正常运行使芯片的充电电流在125℃时降至零,电池的电压一直维持在2.3 V. 以上便是此次小编带来的“充电ic”相关内容,希望大家对本文讲解的内容具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-03-27 关键词: 锂离子电池 充电ic 指数

  • 探索充电ic,如何选择单体锂离子电池充电ic

    探索充电ic,如何选择单体锂离子电池充电ic

    充电ic具有很多应用,对于充电ic,我们需增进对它的了解。往期文章中,小编曾带来3篇充电ic的相关介绍。本文对于充电ic的介绍,将基于单体锂离子电池,讲解其充电ic的选择。如果你对本文即将探讨的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读。 单体锂离子 (Li-Ion)电池充电器的选项有很多种。随着手持设备业务的不断发展,对电池充电器的要求也不断增加。要为完成这项工作而选择正确的集成电路 (IC),我们必须权衡几个因素。在开始设计以前,我们必须考虑诸如解决方案尺寸、USB标准、充电速率和成本等因素。必须将这些因素按照重要程度依次排列,然后选择相应的充电IC。本文中,我们将介绍不同的充电拓扑结构,并研究电池充电IC的一些特性。此外,我们还将探讨一个应用和现有的解决方案。 锂离子电池充电周期 锂离子电池要求专门的充电周期,以实现安全充电并最大化电池使用时间。电池充电分两个阶段:恒定电流 (CC)和恒定电压 (CV)。电池位于完全充满电压以下时,电流经过稳压进入电池。在CC模式下,电流经过稳压达到两个值之一。如果电池电压非常低,则充电电流降低至预充电电平,以适应电池并防止电池损坏。该阈值因电池化学属性而不同,一般取决于电池制造厂商。一旦电池电压升至预充电阈值以上,充电便升至快速充电电流电平。典型电池的最大建议快速充电电流为1C(C=1 小时内耗尽电池所需的电流),但该电流也取决地电池制造厂商。典型充电电流为~0.8C,目的是最大化电池使用时间。对电池充电时,电压上升。一旦电池电压升至稳压电压(一般为4.2V),充电电流逐渐减少,同时对电池电压进行稳压以防止过充电。在这种模式下,电池充电时电流逐渐减少,同时电池阻抗降低。如果电流降至预定电平(一般为快速充电电流的10%),则终止充电。我们一般不对电池浮充电,因为这样会缩短电池使用寿命。图1 以图形方式说明了典型的充电周期。 图1典型锂离子充电周期 线性解决方案与开关模式解决方案对比 将适配器电压转降为电池电压并控制不同充电阶段的拓扑结构有两种:线性稳压器和电感开关。这两种拓扑结构在体积、效率、解决方案成本和电磁干扰 (EMI) 辐射方面各有优缺点。我们下面介绍这两种拓扑结构的各种优点和一些折中方法。 一般来说,电感开关是获得最高效率的最佳选择。利用电阻器等检测组件,在输出端检测充电电流。充电器在CC 模式下时,电流反馈电路控制占空比。电池电压检测反馈电路控制CV 模式下的占空比。根据特性集的不同,可能会出现其他一些控制环路。我们将在后面详细讨论这些环路。电感开关电路要求开关组件、整流器、电感和输入及输出电容器。就许多应用而言,通过选择一种将开关组件和整流器都嵌入到IC 中的器件,可以缩小解决方案的尺寸。根据不同的负载,这些电路的典型效率为80% 到96%。开关转换器因其电感尺寸一般会要求更多的空间,同时也更加昂贵。开关转换器还会引起电感EMI 辐射,以及开关带来的输出端噪声。 线性充电器通过降低旁路组件的输入电压,降低DC 电压。这样做的好处是解决方案只要求三个组件:旁路组件和输入/输出电容。相比电感开关,线性压降稳压器 (LDO) 通常为一款低成本的解决方案,且噪声更低。通过稳压旁路组件的电阻来限制进入电池的电流,从而对充电电流进行控制。电流反馈一般来自充电IC 的输入。对电池电压进行检测,以提供CV 反馈。改变旁路组件的电阻,来维持进入IC 输入端的恒定电流或者恒定电池电压。器件的输入电流等于负载电流。这就是说解决方案的效率等于输出电压与输入电压的比。LDO 解决方案的缺点是高输入输出电压比时(即低电量情况)效率较低。所有功率都被旁路组件消耗,其意味着LDO 并非那些输入输出差较大的高充电电流应用的理想选择。这些高功耗应用要求散热,从而增加了解决方案的尺寸。 功耗及温升计算 其中,η为充电器的效率,而POUT = VOUT &TImes; IOUT。利用热阻,可以计算得到功耗带来的温升。每种应用的热阻都不同,其取决于电路板布局、气流和封装等具体参数。我们应该针对终端应用电路板对热阻建模。请记住,产品说明书中定义的ΘJA 并非这种应用中热阻的恰当表示方法。 以上便是此次小编带来的“充电ic”相关内容,希望大家对本文讲解的内容具备一定的认知。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们网站哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!

    时间:2020-03-27 关键词: 锂离子电池 充电ic 指数

  • 为什么选择UPS电源务必先考虑电池?

    为什么选择UPS电源务必先考虑电池?

    大家知道如何选择电源吗?不间断电源(UPS)是数据中心中最关键的电源组件之一。然而,UPS 电源配套使用的电池的作用常常被忽略。如果数据中心的市电出现故障,UPS 电源的电池必须立即接管并使用其存储的能量来支持工作负载,直到恢复市电,可以启动柴油发电机或可以将数据中心安全地关闭。因此,UPS 电源的电池对于数据中心而言至关重要,以下重点介绍了为 UPS 电源选择电池技术时要考虑的关键问题。 UPS 电源各种电池的优缺点 可靠性和成本是所有数据中心的重要要求。UPS 电源电池是这些优先事项的主要贡献者,因为数据中心管理人员需要节能技术,以确保业务连续性、延长运营寿命和降低总体拥有成本(TCO)。选择 UPS 电源需要探索不同电池技术的优缺点。用户需要选择哪一个会对总体拥有成本(TCO)、能源效率和充电率产生直接影响。传统的铅酸电池占据了 UPS 市场的 90%以上,但人们近年来对锂离子技术的兴趣与日俱增。 这是因为锂离子电池具有更小的占地面积和出色的快速充电能力。此外,锂离子电池的维护需求低,使用寿命长。但是,它们还需要专用的充电系统,电池管理以确保安全操作,并且不容易回收。因此,值得考虑的是传统铅酸和锂离子电池的替代品,例如薄极板纯铅(TPPL)电池,该技术可提供与锂离子电池类似的性能优势,并具有比传统玻璃纤维隔板(AGM)电池更高的能源效率。 锂离子电池技术的兴起 电动汽车市场的增长导致锂离子电池技术的飞速发展。锂离子电池具有较高的充电接受度和快速充电能力。在市电频繁中断的地区,这种功能非常重要。锂离子电池使用电池管理系统(BMS)来控制充电的效率和安全性。充电速度、能源效率和电池寿命都是锂离子电池吸引 UPS 电源应用的因素。由于电池管理系统(BMS)的内置诊断功能,这些电池的维护需求很低。锂离子电池在 25℃时有 15 到 20 年的设计寿命,但是几乎没有经过实践检验。 锂离子电池比铅酸电池体积小,而且重量也轻。这使数据中心可以从其 UPS 电源中恢复占地面积,并将其用于数据中心设备。 薄极板纯铅(TPPL)电池替代方案 薄极板纯铅(TPPL)电池是铅酸电池的一种高级形式,具有优于玻璃纤维隔板(AGM)电池的优势。首先,薄极板纯铅(TPPL)电池电池具有很好的快速充电能力。根据所使用的充电电流和电压参数,它们可以在 2 个半小时内充满电。玻璃纤维隔板(AGM)电池的基准寿命为 5 到 6 年,而薄极板纯铅(TPPL)电池的设计寿命超过 12 年。尽管薄极板纯铅(TPPL)电池技术锂离子电池那么紧凑,但高能量密度的解决方案是可行的。 电池安全、回收和总拥有成本的考虑 快速充电、低维护成本和长使用寿命是选择 UPS 电池的重要因素。但是其他因素也不容忽视。 •安全运输 锂离子电池的运输限制不适用于铅酸技术。薄极板纯铅(TPPL)电池被批准为非危险货物,可以不受限制地通过陆、海和空运输。但是,UN3480 类锂离子电池必须以部分充电状态(PSoC)装运。他们必须遵守包装规定,并且仅限于专门的货运航空公司。 •回收利用 铅酸电池已经建立了商业回收途径。95%的电池是可回收的,并且具有固有的使用寿命终止价值。锂离子电池可以 100%回收,但缺乏商业回收途径。根据化学性质,最终用户可能必须在使用寿命结束时为电池处置支付费用。随着锂离子市场的持续增长,这肯定会在未来改变。 •总拥有成本(TCO) 最终,总拥有成本(TCO)是使用其电池技术选择 UPS 电源的主要动力。初始投资、维护和运营成本以及使用寿命都在确定总拥有成本(TCO)方面发挥着重要作用。 锂离子电池价格更昂贵,但其设计寿命更长,这尚未在实践中得到证明。锂离子电池和铅酸电池具有不同的充电特性。安装锂离子电池的 UPS 电源解决方案需要新的充电基础设施,从而增加了初始投资。另一方面,薄极板纯铅(TPPL)电池使用与标准铅酸电池相同的充电架构。 结论 锂离子技术在电动汽车应用中的发展为数据中心等其他行业创造了机会。传统的铅酸电池、薄极板纯铅(TPPL)电池和锂离子电池都有各自的优缺点。为数据中心选择 UPS 的用户应在选择 UPS 解决方案之前牢记每种电池类型的优缺点。每个应用程序都有其独特的要求,并且数据中心已得到很好的建议,可以针对其应用场景寻求专家意见。以上就是选择UPS电源务必先考虑电池的原因,这样才能保证设计的正确性。

    时间:2020-03-27 关键词: 电池 锂离子电池 电动汽车

  • 报告:到2030年全球锂离子电池回收市场规模将增至181亿美元

    2月18日消息,据国外媒体报道,市场研究机构Markets and Markets发布的最新报告显示,2019年,全球锂离子电池回收市场规模预计为15亿美元;2025年,这一数据预计将增至122亿美元;到2030年,这一数据将增至181亿美元。 从2025年到2030年,全球锂离子电池回收市场的年复合增长率为8.2%。从2019年到2024年,亚太地区的锂离子电池回收市场预计将以最高的年复合增长率增长。 亚太地区包括中国、日本、印度和其他国家。由于人口增长和工业应用的需要,亚太地区对锂离子电池的需求非常高。 为了控制日益严重的污染水平,市场对电动汽车的需求不断增长,这刺激了锂离子电池的消费。电动汽车的普及带动了锂离子电池的需求,因为锂和钴等原材料的可获得性较低,大多数国家和企业都在回收废弃的锂离子电池。 由于锂离子电池的自放电率低于其他可充电电池,如Ni-Cad和NiMH,它们提供高的能量和功率密度,因此被用于各种应用,从移动电话、工业设备到电动汽车。锂离子电池自放电率低也是推动其在智能电网和可再生能源存储系统中应用的因素之一。 根据最终用途,汽车有望成为锂离子电池回收市场中最大的一个领域,并有望在未来几年引领市场。 锂离子电池回收市场的主要参与者包括:Umicore(比利时)、Glencore(瑞士)、Retriev Technologies(美国)、Raw Materials Company(加拿大)、American Zinc Recycling(INMETCO,美国)、Battery Recycling Made Easy(美国)等。 特斯拉能在电动汽车行业处于领先地位,在很大程度上取决于该公司的电池,或者更具体地说,取决于它的电池化学成分。在过去几年里,该公司成为了世界上最大的锂离子电池消费者。(小狐狸)

    时间:2020-03-09 关键词: 锂离子电池 电动汽车

  • 电池堆栈监控器大幅提高混合动力汽车和电动汽车的锂离子电池性能

    电池堆栈监控器大幅提高混合动力汽车和电动汽车的锂离子电池性能

    摘要 锂离子(Li-Ion)电池是电动汽车和混合动力汽车的常用储能方法。这些电池可提供的能量密度在所有现有电池技术中是非常高的,但是如果要最大限度地提升性能,必须使用电池监控系统(BMS)。先进的BMS不仅使您能够从电池组中提取大量的电荷,而且还可以以更安全的方式管理充电和放电循环,从而延长使用寿命。ADI公司提供种类齐全的BMS器件组合,专注于精度和稳健的运行。 精确测量电池的充电状态(SOC)可以延长电池运行时间或减轻重量。精密稳定的器件在PCB装配后无需工厂校准。长期稳定性提高了安全性并可避免保修问题。自我诊断功能有助于达到合适的汽车安全完整性等级(ASIL)。电池组是充满电磁干扰(EMI)挑战的环境,因此在设计数据通信链路时要进行特别处理,以确保测量芯片与系统控制器之间稳健可靠的通信。电缆和连接器是造成电池系统故障的主要原因,因此本文介绍了无线解决方案。无线通信设计提高了可靠性并减轻了系统总重量,进而增加了每次充电的行驶里程。 简介 储能单元必须能够提供大容量,并且能以可控方式释放能量。如果不能进行适当的控制,能量的存储和释放会导致电池灾难性故障,并最终引起火灾。电池可能会由于多种原因而发生故障,其中大多数与不当使用有关。故障可能来自机械应力或损坏,以及以深度放电、过度充电、过电流和热过应力等形式表现出的电气过载。为了尽可能提高效率和安全性,电池监控系统必不可少。 BMS的主要功能是通过监控以下物理量使电池组中所有单节电池保持在其安全工作区域(SOA)中:电池组充电和放电电流、单节电池电压以及电池组温度。基于这些数值,不仅可以使电池安全运行,而且可以进行SOC和健康状态(SOH)计算。 BMS提供的另一个重要功能是电池平衡。在电池组中,可以将单节电池并联或串联放置,以达到所需的容量和工作电压(高达1 kV或更高)。电池制造商试图为电池组提供相同的电池,但这在物理上并不现实。即使很小的差异也会导致不同的充电或放电电平,而电池组中最弱的电池会严重影响电池组的整体性能。精确的电池平衡是BMS的一项重要功能,它可确保电池系统以其最大容量安全运行。 BMS架构 电动汽车电池由几节电池串联组成。一个典型的电池组(具有96节串联电池)以4.2 V充电时会产生超过400 V的总电压。电池组中的电池节数越多,所达到的电压就越高。所有电池的充电和放电电流都相同,但是必须对每节电池上的电压进行监控。为了容纳高功率汽车系统所需的大量电池,通常将多节电池分成几个模块,并分置于车辆的整个可用空间内。典型模块拥有10到24节电池,可以采用不同配置进行装配以适合多个车辆平台。模块化设计可作为大型电池组的基础。它允许将电池组分置于更大的区域,从而更有效地利用空间。 ADI公司开发了一系列电池监控器,能够测量多达18节串联连接的电池。AD7284可以测量8节电池,LTC6811可以测量12节电池,LTC6813则可以测量18节电池。图1显示了一个典型的具有96节电池的电池组,分为8个模块,每个模块12个电池单元。在本示例中,电池监控器IC为可测量12节电池的LTC6811。该IC具有0 V至5 V的电池测量范围,适合大多数电池化学应用。可将多个器件串联,以便同时监测很长的高压电池组。该器件包括每节电池的被动平衡。数据在隔离栅两边进行交换并由系统控制器编译,该控制器负责计算SOC、控制电池平衡、检查SOH,并使整个系统保持在安全限制内。 图1.采用LTC6811 12通道测量IC、具有96节电池的电池组架构。 为了在电动汽车/混合动力汽车的高EMI环境中支持分布式模块化拓扑,稳键的通信系统必不可少。隔离CAN总线和ADI的isoSPI™都提供了经过验证的解决方案,适合在这种环境中进行模块互联。1尽管CAN总线为在汽车应用中互联电池模块提供了完善的网络,但它需要许多附加元件。例如,通过LTC6811的isoSPI接口实现隔离CAN总线需要增加一个CAN收发器、一个微处理器和一个隔离器。CAN总线的主要缺点是这些额外元件会增加成本和电路板空间。图2显示了基于CAN的一种可行架构。在这个示例中,所有模块都并联连接。 ADI创新的双线式isoSPI接口是CAN总线接口的替代方法。1isoSPI接口集成在每个LTC6811中,使用一个简单的变压器和一根简单的双绞线,而非CAN总线所需的四线。isoSPI接口提供了一个抗噪接口(用于高电平RF信号),利用该接口可以将模块通过长电缆以菊花链形式连接,并以高达1 Mbps的数据速率运行。图3显示了基于isoSPI并使用CAN模块作为网关的架构。 图2和图3所示的两种架构各有利弊。CAN模块是标准化模块,可以与其他CAN子系统共享同一总线运行;isoSPI接口是专有接口,只能与相同类型的器件进行通信。另一方面,isoSPI模块不需要额外的收发器和MCU来处理软件堆栈,从而使解决方案更紧凑、更易于使用。两种架构都需要有线连接,这在现代BMS中具有明显的缺点,因为在布线中,导线走线至不同的模块会成为一个棘手的问题,同时又增加了重量和复杂性。导线也很容易吸收噪声,从而需要进行额外的滤波。 无线BMS 无线BMS是一种新颖的架构,它消除了通信布线。1在无线BMS中,每个模块的互联都通过无线连接方式实现。大型多节电池的电池组无线连接的优势是: · 连线复杂度更低 · 重量更轻 · Lower cost · 成本更低 · 安全性和可靠性更高 由于恶劣的EMI环境以及RF屏蔽金属构成的信号传播障碍,无线通信成为一个难题。 ADI的SmartMesh®嵌入式无线网络在工业物联网(IoT)应用中经过了现场验证,可通过运用路径和频率分集来实现冗余,从而在工业、汽车和其他恶劣环境中提供可靠性超过99.999%的连接。 除了通过创建多个冗余连接点来改善可靠性之外,无线Mesh网络还扩展了BMS的功能。SmartMesh无线网络可实现电池模块的灵活放置,并改善了电池SOC和SOH的计算。这是因为可以从安装在以前不适合布线之处的传感器收集更多的数据。SmartMesh还提供了来自每个节点的时间相关测量结果,从而可以实现更加精确的数据收集。图4显示了有线互联和无线互联电池模块的比较。 ADI演示了业界首款无线汽车BMS概念车,在BMW i3.2车型中整合了LTC6811电池组监控器和ADI SmartMesh网络技术。这是一项重大突破,有望提高电动汽车/混合动力汽车大型多节电池组的可靠性,并降低成本、重量和布线复杂性。 图2.独立的CAN模块并联。 图3.采用CAN网关的模块串联。 精确测量的重要性 精度是BMS的一个重要特性,对于LiFePO4电池至关重要。3,4为了了解该特性的重要性,我们考虑图5中的示例。为了防止过度充电和放电,电池单元应保持在满容量的10%到90%之间。在85 kWh的电池中,可用于正常行驶的容量仅为67.4 kWh。如果测量误差为5%,为了继续安全地进行电池运行,必须将电池容量保持在15%至85%之间。总可用容量已从80%减少到了70%。如果将精度提高到1%(对于LiFePO4电池,1 mV的测量误差相当于1%的SOC误差),那么电池现在可以在满容量的11%到89%之间运行,增加了8%。使用相同的电池和精度更高的BMS,可以增加每次充电的汽车行驶里程。 电路设计人员根据数据手册中的规格来估算电池测量电路的精度。其他现实世界的效应通常会在测量误差中占主导地位。影响测量精度的因素包括: · 初始容差 · 温度漂移 · 长期漂移 · 湿度 · PCB装配应力 · 噪音抑制 图4.电池监控互联方式比较。 图5.电池充电限制。 完善的技术必须考虑所有这些因素,才能提供非常出色的性能。IC的测量精度主要受基准电压的限制。基准电压对机械应力很敏感。PCB焊接期间的热循环会产生硅应力。湿度是产生硅应力的另一个原因,因为封装会吸收水分。硅应力会随着时间的推移而松弛,从而导致基准电压的长期漂移。 电池测量IC使用带隙基准电压或齐纳基准电压。IC设计人员使用反向击穿时的NPN发射极-基极结作为齐纳二极管基准电压源。击穿发生在芯片表面,因为污染物和氧化层电荷在此处效应最为明显。这些结噪声高,存在不可预测的短期和长期漂移。埋入式齐纳二极管将结放置在硅表面下方,远离污染物和氧化层的影响。其结果是齐纳二极管具有出色的长期稳定性、低噪声和相对精确的初始容差。因此,齐纳二极管基准电压源在减轻随时间变化的现实世界的效应方面表现出众。 LTC68xx系列使用了实验室级的齐纳二极管基准电压源,这是ADI经过30多年不断完善的技术。图6显示了五个典型单元的电池测量IC误差随温度的漂移。在整个汽车级温度范围-40°C至+125°C内,漂移都小于1 mV。 图7对比了带隙基准电压源IC和埋入式齐纳二极管基准电压源IC的长期漂移。初始测量值的误差校准为0 mV。通过在30°C下3000小时之后的漂移来预测十年的测量漂移。该图片清楚地显示了随着时间的推移,齐纳二极管基准电压源具有更出色的稳定性,至少比带隙基准电压源提高5倍。类似的湿度和PCB装配应力测试表明,埋入式齐纳二极管的性能比带隙基准电压源更胜一筹。 图6.LTC6811测量误差与温度的关系。 图7.埋入式齐纳二极管和带隙基准电压源之间的长期漂移比较。 图8.ADC滤波器的可编程范围和频率响应。 精度的另一个限制因素是噪声。由于电动汽车/混合动力汽车中的电机、功率逆变器、DC-DC转换器和其他大电流开关系统会产生电磁干扰,因此汽车电池是面向电子器件非常恶劣的环境。BMS需要能够提供高水平的噪声抑制,才能保持精度。滤波是用来减少无用噪声的经典方法,但它需要在降低噪声与转换速度之间进行权衡。由于需要转换和传输的电池电压很高,因此转换时间不能太长。SAR转换器或许是理想选择,但在多路复用系统中,速度受到多路复用信号的建立时间限制。此时,Σ-Δ转换器则成为有效的替代方案。 ADI的测量IC采用了Σ-Δ模数转换器(ADC)。通过Σ-Δ ADC,可在转换过程中输入进行多次采样,然后取其平均值。结果构成内置低通滤波,从而可消除作为测量误差源的噪声;截止频率由采样速率确定。LTC6811采用了一个三阶Σ-ΔADC,具有可编程采样速率和八个可选截止频率。图8显示了八个可编程截止频率的滤波器响应。通过对所有12节电池在290 µs的时间内快速完成测量,可实现出色的降噪效果。大电流注入测试将100 mA的RF噪声耦合到连接电池与IC的导线中,该测试显示测量误差小于3 mV。 电池平衡以优化电池容量 即使能精确地制造和选择电池,它们之间也会显示出细微的差异。电池之间任何的容量不匹配都会导致电池组整体容量的减少。 为了更好地理解这一点,我们来考虑一个示例,其中各节电池保持在满容量的10%到90%之间。深度放电或过度充电会大大缩短电池的有效使用寿命。因此,BMS提供欠压保护(UVP)和过压保护(OVP)电路,以帮助防止出现这些情况。当容量最低的电池达到OVP阈值时,将停止充电过程。在这种情况下,其他电池尚未充满电,并且电池储能没有达到最大允许的容量。同样,当最低充电量的电池达到UVP限值时,系统停止工作。另外,电池组中仍然有能量可为系统供电,但是出于安全原因,不能继续使用电池组。 显然,电池组中最弱的电池支配着整个电池组的性能。电池平衡是一种通过在电池充满电时均衡电池之间的电压和SOC来帮助克服此问题的技术。5电池平衡技术有两种:被动和主动。 使用被动平衡时,如果一节电池过度充电,就会将多余的电荷耗散到电阻中。通常,采用一个分流电路,该电路由电阻和用作开关的功率MOSFET组成。当电池过度充电时,MOSFET关断,将多余的能量耗散到电阻中。LTC6811使用一个内置MOSFET来控制各节电池的充电电流,从而平衡被监视的每节电池。内置MOSFET可使设计紧凑,并能够满足60 mA的电流要求。对于更高的充电电流,可以使用外部MOSFET。该器件还提供了定时器来调整平衡时间。 耗散技术的优点是低成本和低复杂度。缺点是能量损耗大并且热设计更复杂。而另一方面,主动平衡会在模块的其他电池之间重新分配多余的能量。这样,可以回收能量并且产生的热量更低。这种技术的缺点是硬件设计更复杂。 图9.采用主动平衡的12节电池的电池组模块。 图9显示了采用LT8584实现的主动平衡。该架构通过主动分流充电电流,并将能量返回电池组来解决被动分流平衡器存在的问题。能量并没有以热量的形式发生损耗,而是被重新利用,为电池组中的其余电池充电。该器件的架构还解决了一个问题,即当电池组中的一节或多节电池在整个电池组容量用尽之前就达到较低安全电压阈值时,会造成运行时间减少。只有主动平衡才能将电荷从强电池重新分配到弱电池。这样可以使弱电池继续为负载供电,从而可从电池组中提取更高百分比的能量。反激式拓扑结构允许电荷在电池组内任意两点之间往返。大多数应用将电荷返回到电池模块(12节或更多),其他一些应用则将电荷返回到整个电池组,还有些应用将电荷返回到辅助电源轨。 结论 低排放车辆的关键是电气化,但还需要对能源(锂离子电池)进行智能管理。如果管理不当,电池组可能会变得不可靠,从而大大降低汽车的安全性。高精度有助于提高电池的性能和使用寿命。主动和被动电池平衡可实现安全高效的电池管理。分布式电池模块易于支持,并且将数据稳定地传递到BMS控制器(无论是有线方式还是无线方式)能够实现可靠的SOC和SOH计算。

    时间:2020-02-21 关键词: 锂离子电池 电动汽车 电池堆栈监控器

  • 特斯拉电池行动开启:悄悄收购+自主研发

    特斯拉电池行动开启:悄悄收购+自主研发

     2月17日消息,电动汽车制造商特斯拉可能已经悄悄收购了锂离子电池初创公司SilLion。表示有意开发和生产自己的电池,该公司一直在申请新的电池专利,同时也在为生产自己的电池采取行动。 SilLion的总部位于科罗拉多州路易斯维尔,是一家专门为商用圆柱形电池研发高负载硅阳极和电极技术的小公司。特斯拉恰好是少数几家使用圆柱形电池的汽车制造商之一。 SilLion通过同时采用高负载硅阳极、富含镍的NMC阴极和不易燃的离子液体电解质,在高能量电池方面取得了技术突破,从而使电池的能量密度更高、更安全,而且生产成本更低。 该公司的部分员工,如研究科学家西蒙·哈夫纳(Simon Hafner)等在领英页面上将特斯拉列为雇主;该公司的联合创始人丹妮拉•莫利纳•派珀(Daniela Molina Piper)和泰勒•埃文斯(Tyler Evans)也在社交平台上表达了对特斯拉的兴趣。 通过这些,外界可能猜测,特斯拉可能已经收购了(或者招聘式收购)SilLion。至于特斯拉是否真的收购了SilLion,还有待观察。 去年6月底,知情人士表示,该公司正在实验室自行研发电池,以寻求削弱对松下的依赖。去年底,特斯拉发布的招聘广告暗示,它可能在其位于德国柏林的“4号超级工厂”(Gigafactory 4)生产自己的电池。 特斯拉能在电动汽车行业处于领先地位,在很大程度上取决于该公司的电池,或者更具体地说,取决于它的电池化学成分。在过去几年里,该公司成为了世界上最大的锂离子电池消费者。

    时间:2020-02-17 关键词: 锂离子电池 特斯拉

  • 碳铅电池和锂离子电池解析

    碳铅电池和锂离子电池解析

    在科技的发展道路上,离不开能源的助力,特别是再科技飞速发展的今天,而地球上的能源有限,就需要科研人员不断开发新能源,这就再当下最需要研发太阳能的使用。储能电池技术是制约新能源储能产业发展的关键技术之一。光伏电站储能、风电储能和电网调峰等储能领域,要求电池具有功率密度较大,循环寿命长和价格较低等特点。目前市场上常用的电池有碳铅电池和锂离子电池。 铅炭电池 铅炭电池是一种新型的铅酸电池,它将铅酸电池和超级电容器两者合一,铅炭电池性能优于普通铅酸电池,既发挥了超级电容瞬间大容量充电的优点,也发挥了铅酸电池的比能量优势,且拥有非常好的快速充放电性能。而且由于加了碳(石墨烯),阻止了负极硫酸盐化现象,改善了过去电池失效的一个因素,延长了电池寿命。 铅炭电池是一种电容型铅酸电池,是从传统的铅酸电池演进出来的技术,普通铅酸电池的正极活性材料是氧化铅(PbO2),负极活性材料是铅(Pb),而铅炭电池是把活性炭混合到负极活性材料Pb中,因而把普通铅酸电池变成了铅炭电池,能够显著提高铅酸电池的性能和寿命。 铅炭电池的性能远远优于传统的铅酸蓄电池,可应用于新能源混合动力汽车、电动自行车等领域;也可用于新能源储能领域,如风光发电储能等。 铅炭电池具有与传统铅酸电池相近的低廉价格优势及成熟的工业制造基础,在各种应用领域有着极强的竞争力优势。 铅炭电池的优点: 1、充电快,比普通铅酸电池提高8倍的充电速度; 2、放电功率提高了3倍; 3、循环寿命提高到6倍,循环充电次数达2000次; 4、性价比高,能量密度可以提升到40~60Wh/kg,功率密度可达300~400W/kg左右,性能已经接近了一部分锂电池的能力,而且更关键的一点,是其成本仍然是0.6~0.8rmb/Wh,低于锂电池等其它电池,具有很好的价格优势。 5、铅碳电池在高、低温等极端条件下一直可以提供可靠的保障,在-20℃下仍可提供较强劲功率和容量。 6、使用安全稳定,可广泛地应用在各种新能源及节能领域。 铅炭电池的缺点: 1、体积大,重量重,不适合用于电动汽车等移动型负荷。 2、低温状态工作效率较差。 3、生产、回收过程污染较严重。 铅炭电池目前是铅酸蓄电池领域最先进的技术,也是国际新能源储能行业的发展重点,具有非常广阔的应用前景。随着铅碳电池技术的发展,在固定式储能、低速电动车、电动自行车等领域都取得很广泛的应用。 锂离子电池 常见的锂离子电池有(1)液态锂离子电池(电解液为液态,一般采用铝壳、钢壳包装)和(2)聚合物锂离子电池(采用聚合物作为电解质的锂离子电池,电解液为固态货凝胶态,一般采用铝塑膜软包装)。而目前市场上主要的聚合物锂离子电池有:磷酸铁锂电池(动力型)、三元材料锂电池(动力型)、锰酸锂电池和钴酸锂电池。 锂离子电池的优点: 1、能量密度高,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半,体积是镍镉的20-30%,镍氢的35-50%。 2、使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,普通锂离子电池的充放电周期可超过800-1000次,磷酸亚铁锂则可以达到2000次。 3、额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V)。 4、具备大电流充放电承受力,磷酸亚铁锂电池可以达到15-30C充放电的能力。 5、自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20; 6、高低温适应性强,可以在-20℃- 60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用; 7、绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。 锂离子电池的缺点: 1、安全性差,过充或大电流放电有发生爆炸的危险。 2、锂离子电池对充电电压十分敏感,过充电会导致电池报废,因此需电池管理或保护线路,防止电池被过充过放电。锂离子电池的充放电电压范围3.0V- 4.2V。 3、生产、回收要求条件高,成本高。 4、温度对锂电池寿命和容量有较大的影响。锂电池的寿命与温度和充电状态相关,工作温度过高则会缩减电池的寿命,深度充电和高温加快了电池容量的下降。低温会导致蓄电池容量下降,过低的温度有可能导致电池损坏。锂电池的低温性能差一直是影响锂电池应用的问题。 毫无疑问,锂离子电池是目前最好的蓄电池之一,被广泛应用于各种储能场所。但是锂离子电池也是最不安全的电池之一,他需要更多的维护和保护。相信再过几年到几十年,当人类利用太阳能的技术很成熟的时候,这样就有了无穷尽的能源供给社会的使用,再当下就需要研究者更加努力研究新技术。

    时间:2020-02-17 关键词: 锂离子电池 电源技术解析 储能电池技术 碳铅电池

  • 锂离子电池也有5号了

    锂离子电池也有5号了

    这是一款不一样的电池,传统5号电池的外形,在内部进行了大改造之后就升级变成了可以循环使用的电池了,既方便了用户不用每次购买新电池,同时也为改善生态环境做出了贡献。 全新升级,用“芯”取胜。电池内部使用的聚合物锂离子电芯,可重复充放循环使用;五效合一智能控制器,低电量显示,充放电温度保护,产品虽小功能不少,多种保护加持,使用更放心。 可循环使用,充电也要快。2.5小时即可充满电池,使用过程不断档,充电过程中指示灯可以清楚的了解到电池是否充满,电力续航持久,充电快,持续使用不掉队。 虽然身材小,但是容量不小,单节3000mWh的电池容量,可以应对生活中的多种使用场景,使用过程中无需担心突然断电,续航持久。只为给消费者更好的使用体验。 普通的碱性等其他种类的电池无法做到持久输出,电压平台随着电量的减少而下降,品胜AA可充锂电池可以做到1.5V持久恒压,以饱满的状态输出,动力十足不衰减,始终如新。 可循环使用电池的初衷就是为了方便用户使用,不用频繁的购买,自然也减少了电池的丢弃。品胜的这款可循环充电次数大于等于1000次,较传统一次性电池更节能环保,改善身边生态环境从关注小物件做起。 品胜此次推出的AA可充锂电池颠覆了以往我们对AA电池的理解,无法循环变成可循环,小小的一颗电池虽然对环境起到的污染微乎其微,但是成千上万个电池的影响不容小觑。

    时间:2020-02-14 关键词: 锂离子电池 电源资讯 品胜

  • 欧盟锂离子电池技术

    欧盟锂离子电池技术

    太阳的光线出现在生活中的每一个地方,人们的生活已经离不开太阳,太阳能不仅为植物生长提供光源,而且也能为人类提供能源,现在的光伏发电就是很大程度上利用了太阳能。近日,欧盟七个成员国—比利时、德国、法国、意大利、波兰、芬兰和瑞典同意提供多达32亿欧元,支持欧洲范围内锂离子电池的研究。 主要的重点研究领域包括原材料提取加工、先进化学材料研制、电池组件设计、以及系统集成和电池回收。 研究项目旨在支持创新和可持续的液体电解质和固态电池的发展,并强调安全和环境问题。 欧盟委员会(European Commission)表示,该计划将于2031年完成,各个子项目将在不同的时间点完成。 在欧洲电池联盟于2017年底启动后,这些新项目将包括17个行业参与者,以及70多个外部合作伙伴,其将共同努力开发创新技术,以确保欧盟从日益增长的电池行业需求中受益。如果某一天人们能高效利用太阳能,相信能解决很大的能源问题,毕竟太阳能是符合可持续发展战略的,能保证人类的永续发展,需要我们科研人员更加努力。

    时间:2019-12-12 关键词: 锂离子电池 电池组件 电源资讯 欧洲电池市场

  • 是德科技与CUSTOMCELLS®合作开发电池化成线和相关技术

    2019年12月11日,北京——是德科技公司日前宣布,领先的锂离子电池供应商CUSTOMCELLS®公司将在其德国图宾根制造厂引入是德科技的电池化成线。双方的合作还包括开发和验证新算法、软件、仪器以及化成/测量方法。是德科技是一家领先的技术公司,致力于帮助企业、服务提供商和政府客户加速创新,创造一个安全互联的世界。是德科技的电池化成线可为CUSTOMCELLS®带来先进的工业电池化成能力,包括电池质量测量,例如直接测量电池自放电和电池阻抗频谱。是德科技还为CUSTOMCELLS®提供多种外形的软包电池。通过各种化成工艺和循环,是德科技的电池化成线可在压力载盘中化成最大200mm x 200mm的软包电池。是德科技的电池化成软件可以连通所有的化成和测量工作站,实现基于网络的安全控制,并让工程师可以访问化成过程中收集的数据。是德科技汽车与能源解决方案事业部总经理Thomas Goetzl表示:“我们正在帮助客户开发和制造先进的电池,全力推动实现汽车电气化。是德科技拥有先进的化成电子设备、测量技术、夹具和软件,能为CUSTOMCELLS®公司提供满足当前和未来客户需求的工艺,支持他们生产创新的电池产品。”此外,是德科技还将为CUSTOMCELLS®提供一个平台,双方将基于这个平台合作开发和部署新一代制造解决方案,其中包括电力电子器件、夹具和软件组件,从而为各种尺寸的软包电池打造卓越的电池制造工艺。CUSTOMCELLS®公司首席执行官LeopoldKönig表示:“我们的使命是量身定制各种专用电池,满足客户的独特需求。是德科技解决方案使我们能够极其灵活地达成这一使命,并实现全程可追溯性。我们两家公司均在德国巴登-符腾堡州设有工厂,而且距离非常近,这也极大方便了我们进一步展开合作,结合各自在电池领域的专业技术和特长,满足未来客户的需求。”

    时间:2019-12-11 关键词: 电池 锂离子电池 安全互联

  • 线性的WLED驱动器技术

    线性的WLED驱动器技术

    在科技高度发展的今天,电子产品的更新换代越来越快,LED灯的技术也在不断发展,为我们的城市装饰得五颜六色。提高能源效率是当今世界最普遍的挑战之一。由于新的能源标准越来越严格,消费者的意识不断提升,消费电子产业也在不断地向提高效率发展。 对更高效率的需求推动创新企业开发更加智能的电源管理技术。其中,显示器背光是发展最快的一个领域。无论是在移动电话、MP3 播放器、便携式游戏机还是GPS系统中,LCD屏幕背后的光源使得这一切更多姿多彩。为这些屏幕供电就像许多工程的挑战一样,根据具体应用形成了各种各样的解决方案。在便携式显示器背光市场,一种更新、更智能的解决方案将彻底改变LCD屏幕的照明方式。本文将讨论当今市场中比较常用的解决方案,并介绍更易于使用、需要更少外部元件、更低成本且具有更高效率的替代解决方案。 升压WLED驱动器 在便携市场中,锂离子电池是最常用的一种电能。典型的锂离子电池充满电时的电压约为4.2V。电池会随着电流的消耗而放电,但是,大约80%的电池寿命在3.9V至3.5V范围内。只需要对LED提供约3.3V的正向偏置,就能使其发光。升压LED驱动器可通过将较低输入电压(来自锂离子电池)提升至较高输出电压(LED两端)同时为多个LED供电。较高的输出电压用于使串联的LED串正向偏置。升压驱动器根据能够承载的电压,可以一次驱动多个LED。例如,如果开关晶体管的额定电压为24V,那么,升压LED驱动器可轻松使串联的六个LED正向偏置(6x3.3VLED≈20V)。图1示出有六个串联LED的典型升压LED驱动器。     图1:有六个LED的典型升压LED驱动器电路。 典型的升压LED驱动器电路总共需要四个外部元件,即,一个输入电容器(CIN)、一个输出电容器(COUT)、一个电感器(L)和一个置位电阻器(RSET)。如图1所示,LED电流由FB处电压除以电阻(RSET)得出。升压LED驱动器基本上是一个改良的升压稳压器,能够以较低反馈电压降低通过RSET电阻器的电能损失。与升压稳压器类似,这种拓扑结构使用电感器和内部功率晶体管将能量转移和传输到输出端(OUT)。因此,它也继承了升压稳压器的缺点,例如,轻载时效率低、开关噪音,以及有时由压电效应引起的可闻噪音问题(由陶瓷电容器两端的高交变电压产生的噪音)。图2示出典型升压LED驱动器的效率曲线。     图2:典型升压LED驱动器的效率。 如图2所示,用于驱动六个LED的典型升压LED驱动器具有大约80%的峰值效率。该数值可因所用的电感器不同而有所不同。较大尺寸的电感器通常能够提供更高的效率,但是需要更大的尺寸和更高的成本。LED电流较低时(调光过程中),由于开关损耗,效率会降低,这往往是使用升压LED驱动器的一个缺点。低效率会根据应用情况造成潜在的能源浪费,但同时也留下了改进余地。 如果选择升压LED驱动器作为解决方案,但大多数时间却用于较低电流区域(低于20mA),那么,系统将会变得效率低下。假设系统设计者大部分时间以全亮度使用升压LED驱动器,其效率能样大部分锂离子电池的寿命维持在80%,如图2所示。为给定应用选择适当的LED驱动器固然具有挑战性,不过,如果未能全面考虑所有参数,还将会损害便携系统中宝贵的电池寿命。 电荷泵WLED驱动器 当前市面上的另一种LED驱动器是电荷泵LED驱动器。电路如图3所示。     图3:典型电荷泵LED驱动器。 电荷泵LED驱动器驱动并联的各个LED。典型的电荷泵总共需要五个外部元件,即,一个输入电容器(C1)、一个输出电容器(C2)、两个电荷泵电容器(Cx、Cy)和一个置位电阻器(RSET)。电荷泵优于升压稳压器的一点是,它使用两个电荷泵电容器代替大型的外部电感器。另一个优势在于它轻载时的效率。由于轻载时无开关损耗,因此,电荷泵能够在各种负载范围内维持较高的效率。当锂离子电池电压较高时,电荷泵处于旁路模式。在这种模式下,输入电压(VIN)通过电荷泵的内部晶体管连接到输出端(OUT)。当电池电压低于使LED正向偏置所需的正向电压时,电荷泵将激活。通过对串联的电容器(Cx和Cy)充电,然后将它们并联以提供能量,可使输出端的电压增大50%。 这种电荷泵方法使LED 能够被完全偏置,即使电池电压低于LED正向电压也如此。但是,这要通过切换多个内部开关来完成,而不理想的开关会造成能量损耗。例如,大多数情况下,电荷泵处于旁路模式,这时输入电压通过内部开关连接到输出端。只要LED打开,即使电荷泵未激活,开关中也会有能量损耗。电荷泵工作时,由于电容器充电和放电过程中以及开关中的能量损耗,使得它的效率极其低下。由于锂离子电池寿命是从3.9V到3.5V,因此,在电池寿命几乎耗尽时泵入电压是徒劳之举。电荷泵LED驱动器的固有问题是,它们在旁路模式下会浪费能量,并且在最终升压阶段效率低下。给定应用中某种解决方案的低效率会引导人们开发另一种没有此类缺陷的解决方案。 Micrel线性LED驱动器系列(MIC2841A、MIC2842A、MIC2843A、MIC2844A、MIC2845A、MIC2846A)是高效、低成本且易于使用的解决方案,专为驱动便携显示器背光市场中的LED而设计。图4示出典型的线性LED驱动器电路。     图4:典型线性LED驱动器。 如图4所示,MIC2844A直接从锂离子电池(VIN)驱动并联的LED,并且需要两个外部元件:输入电容器(C1)和置位电阻器(RSET)。D针脚(D1至D6)属于低压差线性驱动器,其专用于吸收电流值等于RSET设定的值的电流。由于LED的亮度取决于LED电流,因此在正常工作条件下,针脚之间的电流匹配设计为低于1.5%。这样能够确保整个LCD面板的亮度均匀。由于直接从锂离子电池驱动LED,因此在D针脚处具有低压差对于延长电池寿命来说非常重要。电压随着锂离子电池放电而降低。为了确保LED完全偏置的时间达到最大值,每个D针脚处的压差设计为在电流为20mA时低于40mV。例如,如果LED正向电压为3.3V,那么锂离子电池电压可以低至3.34V,且仍可使LED完全偏置。线性LED驱动器的效率可通过下列公式计算: 效率=(VLED x ILED) / (VBATTERY x (ILED + ISUPPLY)) 电源偏置电流 (ISUPPLY = 1.4mA) 将是系统中的唯一能量损耗,但为了使内部电路偏置,这是必需的。将LED正向电压(VLED=3.3V)、LED电流(ILED=20mA)和锂离子电池电压(VBATTERY=3.34V)值代入该公式,得到线性LED驱动器的效率最高可达92%。图5示出线性LED驱动器的效率。     图5:典型线性LED驱动器的效率。 由于锂离子电池寿命主要是从3.9V到3.5V,20mA时正向电压为3.3V的LED产生的线性LED驱动器效率将为85%到92%。这一效率比升压LED驱动器提供的效率(如图2所示)更高。由于线性LED驱动器所用的外部元件更少,因此,在当前情况下,线性LED驱动器是更明智的选择。电荷泵和线性LED驱动器均驱动并联LED,它们的效率似乎应该相似。但是,由于线性LED驱动器无内部开关晶体管损耗,因此效率比电荷泵LED驱动器 (无论其是否执行泵工作)更高。如果锂离子电池低于3.3V,大多数便携设备将使用省电模式,这会减小LED电流。这反过来又会降低LED正向电压,并使LED被完全驱动,即使电池电压较低时也如此。这种机制使电荷泵无用武之地。由于大多数便携系统设计为当电池电压降至低于3.3V时关机,因此在此阶段没有必要对电池电压进行电荷泵处理。考虑到大多数便携电子产品的操作方式,这使线性LED驱动器超越当前市场上的所 有其他解决方案。 本文小结 技术的发展正在将便携电子产业不断推向前沿。只要存在改进机会,就会出现新的解决方案以取代旧的解决方案。LCD背光市场中存在各种各样的解决方案,但其中只有一种能够推动行业向前发展。Micrel线性WLED驱动器系列专门针对便携应用而设计,其中,效率、尺寸和成本是最关键的考虑因素。该系列线性驱动器仅需要一个电阻和一个电容器,便能够保持最高的效率(高达92%),最小的解决方案尺寸(MIC2844A封装为2mmx2mm)和最低的成本。这些线性LED驱动器不仅在这三大关键方面都具备优势,同时还保持灵活性和易用性。 借助高于1.5%的匹配度和可用的PWM及数字调光控制,Micrel线性WLED驱动器系列将揭开便携电子领域中WLED驱动方式的革命序幕。现在的LED灯或许会有一些问题,但是我们相信随着科学技术的快速发展,在我们科研人员的努力下,这些问题终将呗解决,未来的LED一定是高效率,高质量的。

    时间:2019-11-12 关键词: LCD 锂离子电池 电源技术解析 wled驱动器

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