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手电筒锂电池的过充和过放

         通常锂聚合物电池(Li-ion)的电芯正极采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从LiCoO2拿走XLi后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于X的大小。

         通过研究发现当X>0.5时Li1-XCoO2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中的X值,一般充电电压不大于4.2V,那么X小于0.5,这时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。

         过度充电和过度放电,将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏,从分子层面看,可以直观的理解。过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷,过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去,而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因。

         负极C6其本身有自己的特点,当第一次极化成后,正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中,当放电时Li回到正极LiCoO2中,但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中,以保证下次充放电Li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分Li留在负极C6中,一般通过限制放电下限电压来实现。所以锂电芯的安全充电上限电压≤4.2V,放电下限电压≥2.5V。

         当然如果是强制放电,放到0V都可以,问题是锂是一种活性较强的元素,过充和过放都会带来危险。现在的成品手电电池正常的使用一般只能放到3V,那是因为锂电池有保护板,保护板的设定放电压在3V左右,再放就会保护,强制切断放电。之所以设定到3V是因为电池到3V就基本上把电量放尽了,继续使用将会使电压下降非常迅速。现在厂家对工业用的锂电一般建议是最低放电电压不低于2.25V。低于这个值将造成锂电池的永久损坏,使电池发生膨胀的效果。


 


标签:  手电筒锂电池
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