锂电池的应用越来越广泛,消费类的如手机,笔记本等,新能源的产品如电动汽车、储能、后备电源等。
本文作者主要是从事电池管理系统相关工作,对材料和电化学等知道甚少,主要是针对电池特性和应用等一些认识和了解,从市场和应用的角度对锂电池电气特性和应用根据自己的理解整理了一下相关的基础知识,希望对锂电池同行的技术、业务和采购等入门有一些帮助。
分为14个部分:
1. 锂电池的构成
2. 锂电池的优缺点
3. 锂电池的分类
4. 常用术语解释
5. 锂电池命名规则
6. 锂电池工艺
7. 锂电池成组和串并联
8. 各种动力电池对比
9. 锂电池模型
10. 锂电池电气特性与关键参数
11. 锂电池保护和管理系统
12. 锂电池应用领域
13. 锂电池相关标准
14. 主要锂电池厂家
(一)锂电池的构成
锂电池主要由两大块构成,电芯和保护板PCM(动力电池一般称为电池管理系统BMS),电芯相当于锂电池的心脏,管理系统相当于锂电池的大脑。
电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成,而保护板主要由保护芯片(或管理芯片)、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。
锂电池的产业链结构如下图:
电芯的构成如下面两图所示:
锂电池的PACK的构成如下图所示:
(二)锂电池优缺点
锂电池的优点很多,电压平台高,能量密度大(重量轻、体积小),使用寿命长,环保。
锂电池的缺点就是,价格相对高,温度范围相对窄,有一定的安全隐患(需加保护系统)。
对比参数 各类电池 |
铅酸电池 |
镍镉电池 |
镍氢电池 |
锂电池 |
标称电压(V) |
2 |
1.2 |
1.2 |
3.2/3.6/3.7 |
重量能量密度(Wh/kg) |
25~30 |
40~45 |
60~65 |
120~200 |
体积能量密度(Wh/L) |
65~80 |
150~180 |
300~350 |
350~400 |
最佳工作温度(℃) |
-40~70 |
-20~60 |
-20~45 |
0~45 |
安全性 |
安全 |
安全 |
安全 |
有一些隐患 |
环保 |
铅污染 |
镉污染 |
环保 |
环保 |
循环寿命(次) |
200~300 |
500 |
1000 |
500~1500 |
电池成本(RMB/Wh) |
0.6~1.0 |
2.0~2.6 |
2.5~3.8 |
2.0~3.5 |
充电器成本 |
低 |
一般 |
一般 |
高 |
1