為大家分享18650鋰電池基本知識(shí)以及參數(shù)介紹,希望幫到了解18650鋰離子電池的朋友們,文章有些長(zhǎng),看完您就明白了!
18650鋰離子電池是標(biāo)準(zhǔn)性的鋰離子電池型號(hào),其中18表示直徑為18mm,65表示長(zhǎng)度為65mm,0表示為圓柱形電池。
具有重量輕、容量大、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn),因而得到了普遍應(yīng)用。鋰離子電池的能量密度很高,它的容量是同重量的鎳氫電池的1.5~2倍,而且具有很低的自放電率。此外,鋰離子電池幾乎沒有“記憶效應(yīng)”以及不含有毒物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)也是它廣泛應(yīng)用的重要原因。
1、儲(chǔ)能類
主要應(yīng)用于基站電源、清潔能源儲(chǔ)能、電網(wǎng)電力儲(chǔ)能、家庭光儲(chǔ)系統(tǒng)等。
2、動(dòng)力類
主要指電動(dòng)交通工具,電動(dòng)自行車、新能源汽車等。
3、數(shù)碼類
手機(jī)、平板、筆記本電腦、電動(dòng)玩具、MP3/MP4、耳機(jī)、充電寶、航模、移動(dòng)電源等。
類型——密封圓柱型,可充鋰離子電池
型號(hào)——ICR18650
標(biāo)稱電壓——3.6V
重量——約45g
CamAh——2000mAh
充電電壓——4.200±0.049V
最小放電終止電壓——2.75V
最大充電終止電壓——4.23V
最大持續(xù)充電電流——1500mA
最大持續(xù)放電電流——3000mA
尺寸(包括熱縮外套)
直徑:d——18.0±0.2mm
高度:h-65.0±0.5mm
最小容量——2000mAh
最高容量——3400mAh
內(nèi)阻(20℃±5℃,完全充電后測(cè)量)——小于80mQ
充電條件20℃±5℃)
標(biāo)準(zhǔn)充電1000mA至4.2V,4.2V恒壓至電流小于20mA
快速充電–1500mA至4.2V,4.2V恒壓至電流小于20mA
使用環(huán)境(建議)
儲(chǔ)存——溫度(15-35℃)
相對(duì)濕度(45-75%)
大氣壓力(86-106kPa)
放電20至60℃
標(biāo)準(zhǔn)充電0至45℃
相對(duì)濕度<93%
大氣壓力86至106kPa
標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試環(huán)境(除非另外要求)
溫度20℃±5℃
相對(duì)濕度45±20%
(1)外觀結(jié)構(gòu),目測(cè)無破裂、劃痕、變形、污跡、電解液泄露。
(2)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條:假如沒有特殊要求測(cè)試應(yīng)在20±5℃(溫度)、65±20%(濕度)條件下進(jìn)行。測(cè)試中所使用的電流表和電壓表的精度等級(jí)≤0.5
(3)標(biāo)準(zhǔn)充電
指在20±5℃,65±5%RH環(huán)境下,以0.5ItmA電流充電至單體電池電壓4.2V后,轉(zhuǎn)為恒壓4.2V充電,至充電電流小于20mA,停止充電。
(4)快速充電
指在20±5℃,65±5%RH環(huán)境下,以1500mA電流恒流充電至單體電池電壓4.2V后,轉(zhuǎn)為恒壓4.2V充電,至充電電流小于20mA,停止充電。
(5)額定容量
指在20±5℃,65±5%H環(huán)境下,充電前電池以0.5mA恒流放電至終止電壓2.75V;標(biāo)準(zhǔn)充電后擱置15分鐘;以0.2ItmA放電至2.75V時(shí)的放電容量。要求放電容量:≥100%C5mAh。
(6)快速放電容量
指在20±5℃,65±5%H環(huán)境下,充電前電池以0.5ImA恒流放電至終止電壓2.75V;標(biāo)準(zhǔn)充電后擱置15分鐘;以0.2ImA放電至2.75V時(shí)的放電容量。要求放電容量:≥90%C5mAh
(7)循環(huán)壽命
按標(biāo)準(zhǔn)放電的要求對(duì)電池進(jìn)行放電后擱置15分鐘。在20±5℃,65±5%RH環(huán)境下,按快速充電要求充電后擱置15分鐘,以1500mA的電流進(jìn)行放電,至電池端電壓達(dá)到終止電壓2.75V。循環(huán)充放電,當(dāng)任一次循環(huán)的放電容量小于80%CsmAh,壽命終止。循環(huán)次數(shù)要求大于或等于300
(8)-20℃放電性能
電池應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)充電方式充電;電池應(yīng)在-20℃±2℃的環(huán)境溫度下擱置16h~24h;電池應(yīng)在-20℃±2℃的環(huán)境溫度下以0.2ImA恒流放電至終止電壓2.75V;放電容量≥60%C5mAh
影響18650鋰離子電池隔膜性能的因素有:厚度、透氣率、浸潤(rùn)度、化學(xué)穩(wěn)定性、孔徑、穿刺強(qiáng)度、熱關(guān)閉溫度、孔隙率。這些因素好壞直接影響鋰離子電池產(chǎn)品的好壞。下面來看看這些18650鋰離子電池隔膜的性能參數(shù)要求吧。
1、厚度
關(guān)于消耗型鋰離子電池(手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)中使用的電池),25微米的隔膜逐漸成為標(biāo)準(zhǔn)。然而,由于人們對(duì)便攜式產(chǎn)品的使用的日益上升,更薄的隔膜,比如說20微米、18微米、16微米、甚至更薄的隔膜開始大范圍的應(yīng)用。
關(guān)于動(dòng)力鋰電池來說,由于裝配過程的機(jī)械要求,往往要更厚的隔膜,當(dāng)然關(guān)于動(dòng)力用大電池,安全性也是非常重要的,而厚一些的隔膜往往同時(shí)意味著更好的安全性,EV/HEV使用的是厚度為40微米左右的隔膜。
2、透氣率
MacMullin數(shù):含電解液的隔膜的電阻率和電解液本身的電阻率之間的比值。此數(shù)值越小越好,消耗型18650鋰離子電池的這個(gè)數(shù)值為接近8。
Gurley數(shù):一定體積的氣體,在一定壓力條件下通過一定面積的隔膜所要的時(shí)間。與隔膜裝配的電池的內(nèi)阻成正比,即該數(shù)值越大,則內(nèi)阻越大。
單純比較兩種不同隔膜的Gurley數(shù)是沒有意義的,因?yàn)榭赡軆煞N隔膜的微觀結(jié)構(gòu)完全不相同;但同一種隔膜的Gurley數(shù)的大小能很好的反應(yīng)出內(nèi)阻的大小,因?yàn)橥环N隔膜相對(duì)來說微觀結(jié)構(gòu)是相同的或可比較的。
3、浸潤(rùn)度
為保證電池的內(nèi)阻不是太大,要求隔膜是能夠被電池所用電解液完全浸潤(rùn),這與隔膜材料本身和隔膜的表面及內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)相關(guān)。
粗略判斷:取典型電解液(如EC:DMC=1:1,1MLiPF),滴在隔膜表面,看是否液滴會(huì)迅速消失被隔膜吸收。
精確判斷:用超高時(shí)間分辨的攝像機(jī)記錄從液滴接觸隔膜到液滴消失的過程,計(jì)算時(shí)間,通過時(shí)間的長(zhǎng)短來比較兩種隔膜的浸潤(rùn)度。
4、18650鋰離子電池隔膜的化學(xué)穩(wěn)定性
要求隔膜在電化學(xué)反應(yīng)中是惰性的,且對(duì)強(qiáng)還原、強(qiáng)氧化不活潑,機(jī)械強(qiáng)度不衰減,不出現(xiàn)雜質(zhì)。一般認(rèn)為,目前隔膜用材料PE或PP可滿足化學(xué)惰性要求。
5、18650鋰離子電池隔膜的孔徑
防止電極顆粒直接通過隔膜,要求隔膜孔徑為0.01-0.1um,小于0.01um時(shí),鋰離子穿透能力太小,大于0.1um時(shí),電池內(nèi)部枝晶生成時(shí)電池易短路。
目前所使用的電極顆粒一般在10微米的量級(jí),而所使用的導(dǎo)電添加劑則在10納米的量級(jí),不過很幸運(yùn)的是一般碳黑顆粒傾向于團(tuán)聚形成大顆粒。一般來說,亞微米孔徑的隔膜足以阻止電極顆粒的直接通過,當(dāng)然也不排除有些電極表面處理不好,粉塵較多導(dǎo)致的一些諸如微短路等情況。
6、18650鋰離子電池隔膜的穿刺強(qiáng)度
穿刺強(qiáng)度:在一定的速度(每分鐘3-5米)下,讓一個(gè)沒有銳邊緣的直徑為1mm的針刺向環(huán)狀固定的隔膜,為穿透隔膜所施加在針上的最大力。
由于測(cè)試的時(shí)候所用的方法和實(shí)際電池中的情況有很大的差別,直接比較兩種隔膜的穿刺強(qiáng)度不是特別合理,但在微結(jié)構(gòu)一定的情況下,相對(duì)來說穿刺強(qiáng)度高的,其裝配不良率低。但單純追求高穿刺強(qiáng)度,必然導(dǎo)致隔膜的其他性能下降。
7、熱穩(wěn)定性
隔膜要在電池使用的溫度范圍內(nèi)(-20℃~60℃)保持熱穩(wěn)定。一般來說目前隔膜使用的PE或PP材料均可以滿足上述要求。
通常,真空條件下,90℃恒溫60分鐘,隔膜橫向縱向收縮應(yīng)小于5%。
8、18650鋰離子電池隔膜的熱關(guān)閉溫度
熱關(guān)閉溫度:將模擬電池(兩平面電極中間夾一隔膜,使用通用鋰離子電池用電解液)加熱,當(dāng)內(nèi)阻提高三個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)的溫度。
閉孔溫度:外部短路或非正常大電流通過時(shí)出現(xiàn)的熱量使隔膜微孔閉塞時(shí)的溫度。
熔融破裂溫度:將隔膜加熱,當(dāng)溫度超過試樣熔點(diǎn)使試樣發(fā)生破裂時(shí)的溫度。
18650鋰電池電壓和容量是該型號(hào)電池最重要的性能參數(shù),也是決定鋰電池價(jià)格的根本要素,廠家可以設(shè)計(jì)不同容量的18650鋰電池,這由原材料與工藝所決定。
18650鋰電池是根據(jù)尺寸來命名的電池典型,因此,作為18650鋰電池參數(shù)之一的尺寸是基本相同的。由于18650鋰電池事實(shí)上可以因?yàn)檎龢O不同而分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰四個(gè)體系,除了磷酸鐵鋰之外,其余三種材料在本質(zhì)上可以相互取代。
18650鋰電池電壓是18650鋰電池的重要參數(shù)之一,掌握18650電池電壓的基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)于科學(xué)的18650電池充放電和擱置保護(hù)具有重要作用。
標(biāo)稱電壓一般為:3.7V
充電限制電壓一般為:4.20V
最小放電終止電壓一般為:2.75V
直徑:18±0.2mm
高度:65±2.0mm
容量:1000mAh以上(目前最高的是松下的2900mah)
目前全球生產(chǎn)此型號(hào)鋰電池最大的廠商有日本的三洋(已被松下收購)、松下、三星、索尼。
單節(jié)標(biāo)稱電壓一般為:3.2V
充電限制電壓一般為:3.6V
最小放電終止電壓一般為:2V
直徑:18±0.2mm
高度:65±2.0mm
容量:比鈷酸鋰的18650要小,常見的是1500mah。
由此可見:二者的尺寸完全一樣,但這兩種體系的18650鋰電池互有優(yōu)缺點(diǎn),具體來說,磷酸鋰鐵電池和鈷酸鋰相比的優(yōu)點(diǎn)有:
1、更安全,過沖過放都不會(huì)造成爆炸、漏液
2、壽命更長(zhǎng),正常使用能循環(huán)1000次以上
3、大倍率,2C充電10C放電,不會(huì)發(fā)燙、爆炸、漏液,不會(huì)影響壽命。但是磷酸鐵鋰18650電池單體電壓低,多用于大電流工作的電器。
一、18650鋰電池電壓的核心是工作電壓,也叫標(biāo)稱電壓,為3.7V,這相當(dāng)于三個(gè)串聯(lián)的鎳鎘或者鎳氫電池,也有一些國內(nèi)電池生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)的工作電壓為3.6V。
二、充電限制電壓:這是對(duì)于18650電池電壓的最高限制,為4.2V,18650鋰電池充電過程就是將18650電池電壓由工作時(shí)的3.7V上升到4.2V的過程,過程結(jié)束,表示電池是滿電狀態(tài)。超過了4.2V,就是過充,會(huì)對(duì)電池造成傷害。
三、放電終止電壓:即18650鋰電池電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓,為2.75V,如果電池放到終止電壓以下,就是過放了,過放會(huì)使18650電池電極結(jié)構(gòu)受到破壞,使鋰離子發(fā)生不可逆反應(yīng),嚴(yán)重影響18650電池壽命。
18650鋰電池容量是許多工業(yè)用戶和消費(fèi)者個(gè)人所關(guān)心的,這是因?yàn)椋?8650鋰電池容量越大,則使用時(shí)間越長(zhǎng),可以為用戶提供更長(zhǎng)時(shí)間的供電,但在同一體系下,18650鋰電池容量高會(huì)帶來價(jià)格高的負(fù)面作用,所以,容量和價(jià)格平衡非常重要。
18650鋰電池容量分布在1000mAh到3000mAh之間,但技術(shù)比較成熟的一般是在1800mAh到2600mAh之間,這是因?yàn)椋?8650鋰電池容量太低,會(huì)影響電池有效工作時(shí)間,在適用性上存在問題。而18650鋰電池容量太高,則成本上升較大,而且,非特殊領(lǐng)域過高容量的18650鋰電池意義也不是很大。
18650鋰電池容量是廠家的主要賣點(diǎn),此外,相同容量的18650鋰電池電芯品牌也是影響價(jià)格的因素,一般來說,進(jìn)口品牌比同類型的國產(chǎn)品牌價(jià)格高,前面說了,決定18650鋰電池容量的主要因素還有原材料結(jié)構(gòu),因而從正極來看,采用鈷酸鋰、錳酸鋰和三元材料、磷酸鐵鋰的價(jià)格會(huì)有差異。
18650鋰電池組需要根據(jù)不同的產(chǎn)品使用在不同的工作環(huán)境和領(lǐng)域來定制,在選擇18650鋰電池組應(yīng)該考慮電芯的一致性,穩(wěn)定性,安全性,還有就是每一組電芯中的每一個(gè)電池,各方面數(shù)值都要配對(duì),比如電壓相同,內(nèi)阻相同,容量相同等。
以上就是18650鋰電池及參數(shù)介紹,希望可以幫到不太了解的朋友們。
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