锂电基本概念.docx
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锂电基本概念
锂电基本概念--倍率充放电
一般电池放电,1/10电池容量放电,叫一倍率,也叫标准放电倍率,2倍这个电流放电就是双倍率放电,同理还有三倍率,四倍率等,充电也是一样道理,只是放电改成充电。
用这个一倍或多倍恒流电流把一个充满电的电池放电到规定电压下,计算时间,C=I*t,得到的就是电池容量,电池时间长了或者新电池可以通过这个办法检验容量是否还足够。
一般小倍率放电(充电),测得的电池容量要大些,他们会接近一个数值,一般都是以一倍率充放电测得的容量为标准。
高倍铝放电主要对电池黏结性能影响比较大,大电流放电极粉容易脱落,循环性能变差!
增加导电剂,黏结剂吗,不过那样容量肯定会有影响。
极片做薄点,增加或者增大极耳,再用电导率高点的电解液就可以了
解决大电流放电的性能,我觉得要从以下几个方面来考虑。
1)提高正极材料的电子导电率,如果导电率低,大电流充放电时,单位面积通过的电荷无法满足大电流,必然导致电池的阻抗增加,从而导致循环性能降低。
2)从负极方面来考虑,应该对石墨进行改性,增加石墨层的孔径及孔隙率(可以通过氧化等方法来处理) 3)从电解液方面来考虑 ,添加的电解液最好不要含有PC等其它容易石墨剥落的溶剂
这是一个综合权衡地问题,不是单单只解决某一方面就可以搞定的,比如说:
为了防止电极活性物质粉体的脱落而加入大量的黏结剂的话极化现象加剧,导电性势必受到影响。
为此我们又要加入导电剂来提高导电性可是这样一来又使得比容量降低了。
大电流放电主要是解决导电问题。
这包括配方、电池结构、电流密度三个大的方面。
配方中的材料选择自然是非常重要的了,尤其是负极材料。
据说采用层状石墨和中间相碳微球按一定比例混合做负极活性物质效果比较好,但没有试验过,这一点还需大家去验证。
电池结构主要是极耳、极柱的选择,还有就是他们之间的连接方式,这很重要。
电流密度是可以计算出来的,你要达到多少C率放电,那选用多大的电流密度自己算一下就知道了。
你是需要一个大容量的电池呢,还是需要一个高放电倍率的电池呢?
当然,你的钱多到不知道怎么花,那么你大可以买一只容量也大,放电倍率也大的电池。
不过如果要选呢?
我们先来看一下,电池的放电倍率是什么。
放电倍率,顾名思义,就是电池可以放出的最大电流,可以达到自身容量的多少倍。
那么我们怎么知道自己的电池的放电倍率呢?
一般的锂电池上都会标有XC这样的一个字符。
“X”一般都是数字,比如12C,20C等等。
这就是你电池的放电倍率。
12C就是12倍,不用我再多说了吧。
比如12C,1000毫安时的电池,那么它最大的放电电流就是1000mAX12=12A。
氢电池上一般不会标放电倍率。
不过我还是要强调一点,放电倍率其实不是一种数值,确切的说它应该有两个数值,一个是极限放电倍率,一个是持续放电倍率。
极限的放电是指电池在瞬间可以放出的最大电流,电池在短时间内可以达到的最大放电电流与容量的比就是极限放电倍率。
持续放电是指电池正常工作时可以持续的状态放电的最大电流。
持续放电倍率就是这个持续放电电流与电池容量的比。
说到这,大家可能会认识到,极限放大倍率肯定会大于持续放电倍率,但是从放电的持续性上看,还是要看持续放电倍率。
这两个值都是很重要的。
我们再来看看自己手里的电池,上面标的一般只有一个放电倍率值,这个值绝大部分标的都是极限放电倍率。
而持续放电倍率一般都是在极限放电倍率的60%~80%,自己乘一下就能算出大概的值。
为什么厂商只标极限放电倍率?
?
这个问题还要我来解释吗?
一个标着10C的电池和一个标着12C的电池,你会选哪个?
好了,了解完放电倍率,我们下面就要进入正题了,你需要一个大容量的电池还是一个高C的电池,通过上面的介绍,我想大家应该已经知道了,放电倍率,也就是那个C的值只是一个倍率,并不是一个放电电流的恒定值,也就是说,不同的电池,放电倍率不一样,但是有可能放出的电流是一样大的。
你比如一个1000mhA的20C的电池,它的极限最大放电电流是20A,一个容量2000mhA的10C的电池,它的极限最大放电电流也是20A。
可是,放电倍率是一个技术性较高的性能,每提升1个C,都要付出相对较大的技术力量,而提升电池的容量相对与现在的技术来说,已经不是很难的事情了,所以,相对来讲,高放电倍率的电池价格肯定要高于高点容量的电池——这是在最终放电电流相同的情况下的比较,就像刚才提到的那个例子。
所以,如果可能的话,我们应该尽量选一些点容量大些,放电倍率却不是非常高的电池,这样的电池放电电流不低,而且价格不高。
比如3000mhA12C的电池,它的极限放电电流是3X12=36A,一个2000mhA15C的电池,别看它的放电倍率高,可是它的最大放电电流却只有30A。
孰轻孰重我想大家都很清楚了吧,况且,容量大的电池,可以支持你的狗多叫好久呢:
)在模型界,一般放电倍率是一个也需要考虑的性能指标,因为模型大多需要持续的大电流输出,启动的时候需要的电流更是大得吓人,所以,为了大电流的持续放电和极限速度(竞技模型嘛,有时候快0.1秒也是很重要的),一般在考虑电容量的同时,也要兼顾一下放电倍率。
可是我们的狗,不会需要那么大的电流,会别告诉我你的狗在启动时需要超过60A的电流——你烧火锅里面的保险最大也就是20A的。
嘿嘿嘿嘿。
所以,建议大家尽量买容量大的电池,这样的电池性价比最高。
锂电基本概念--原位分析技术
实验表明,原位分析技术可对各元素在材料中不同含量所占的原位权重比率、材料的疏松度的定量表征、材料中夹杂物的统计定量分布以及材料中不同粒度夹物的统计定量分布等进行快速、有效的分析。
原位分析技术将成为材料及工艺研究中一种反映材料内在质量的新判据方法。
原位分析在气体分析中是指在工艺过程中不需要预处理直接在工艺管道中进行测量,优点是背景成分不会改变,接近真实情况
“原位”的概念在物理的透射电子显微镜研究中也有用到。
个人理解大概的意思有两层:
1、现场的。
就是所做的实验及测量都是在被测量的对象原先所在的环境下进行的;那么反过来我们一般做的实验和测量都是非原位(ex-situ)的,就是将被测量对象从原先的环境中取出来做。
2、实时的。
也就是可以动态地观察一个生化或物理反应过程的实验方法。
有点儿像摄影机可能拍动态画面那种意思。
在TEM(透射电镜)研究中,一般认为“在线”和“原位”是一个意思,都是in-situ翻译过来的,同理ex-situ除翻译成“非原位”外也有翻译成“离线”的。
个人想法,有欠周全。
原位,非原位应该不仅是药物、环境术语,电化学中也有原位测试,本人的理解就是在电化学池中反应的同时进行测试,而不是将试样取出终止电化学反应后进行。
如光电化学测试、AFM等都是电化学中的原位测试方法,英文也是in-situ。
一己之见,呵呵!
锂电基本概念--快离子导体
快离子导体 fastionicconductor
也称超离子导体,有时又叫做固体电解质它区别于一般离子导体的最基本特征是在一定的温度范围内具有能与液体电解质相比拟的离子电导率(0.01Ω·cm)和低的离子电导激活能(≤0.40eV)。
1834年M.法拉第首先观察到AgS中的离子传输现象。
但当时尚不能理解这一发现的意义。
1935年发现AgI在147C从低温相转变到高温相时,电导率增加了四个数量级,这个相变是由一般离子导体到快离子导体的相变。
1961年合成了第一个室温快离子导体AgSI。
1967年前后相继发现了具有实用价值的快离子导体RbAgI和Na--AIO1978年又发现了室温铜离子导体RbCu16ICl13。
由于能源问题的突出,近十几年来快离子导体受到相当广泛的重视。
快离子导体虽然是固体,但它的一个亚点阵却处于熔化状态(见液态亚点阵),因此它又具有液体的某些特性,即具有固—液二重性。
固体理论中的某些传统概念和方法在这里都可能不完全适用,因而这是一个极需研究和发展的新领域。
事实上,一门新兴学科──固体离子学正在形成。
多数快离子导体是无机化合物,也有不少有机材料是银、铜和氢离子的快离子导体。
用于基础研究的快离子导体多数是单晶体,但实际应用时常采用多晶材料。
近来又开始了非晶态快离子导体的研究工作。
快离子导体中运动离子的半径一般都比较小,研究得最多的是AgCu、Li、Na、F和O等的快离子导体。
附表列出了一些有代表性的材料。
按照材料由一般离子相到快离子相的相变行为,可以把快离子导体分为三类:
①类。
发生一级相变,相变时离子电导率有突变,典型代表是AgI。
②类。
以PbF为代表,相转变在相当宽的温度范围内完成,离子电导率由一般离子态的值平滑地变到快离子态的值。
这种相变叫做法拉第相变,相变时有比热容峰。
③类。
在所研究的温度范围内未发现相变,电导率增加随温度升高按指数式,Na-β-AIO就是一例。
快离子导体具有特殊的晶体结构,可以看成是由两个亚点阵所构成,一个是不运动离子形成的刚性亚点阵,另一个是由运动离子构成的液态亚点阵。
刚性亚点阵必须满足三个条件:
①刚性亚点阵中能被运动离子占据的位置数远远大于运动离子数。
②间隙位置之间的势垒必须足够低,以使运动离子能通过热激活从一个间隙位置跃迁到近邻的位置。
③能被运动离子占据的位置必须连成通道。
这种通道可以是一维的,但最好是二维和三维的。
AgI具有典型的快离子导体结构,X射线结构分析表明I离子构成体心立方点阵,而晶胞中的两个Ag离子可以无序地分布在42个可能的间隙位置上,这些位置连接成三维通道。
快离子导体的应用是多方面的,主要是在能源和固体离子器件方面。
用Na-β-AlO作电解质的钠-硫电池具有比铅酸电池高4~5倍的能量密度,它既可用作车辆的动力源,也可作为贮能电池使用。
用氧化锆和其他快离子导体制成的气体探测器,不仅可以控制汽车发动机和锅炉燃烧室的燃烧过程以节约燃料和减少污染,而且还可以监测一些有害气体从而对环境保护作出贡献。
氧离子导体和氢离子导体都可用作燃料电池的电解质隔膜,从而使可燃气体与氧气经电化学方法发生反应转变为电能。
用快离子导体作成的固体电池具有自放电小、贮存寿命长和抗振动等优点,已在心脏起搏器电子手表、计算器和一些军用设备上获得应用。
近年来用快离子导体作成了超大容量电容器、定时器、库仑计和电色显示器等固体离子器件,引起人们的极大兴趣。
锂电基本概念--克當量
如果要求克當量,必須先寫好反應方程式,並且確定在這個反應式裡,多
少克的這種物質,相當於1.008克的氫。
例如,在下面的方程式裡,鹽酸和
氫氧化鈉起中和反應:
HCl+NaOH←NaCl+H2O
或寫成下面簡化的離子●方程式:
H++OH-←H2O
顯然,1克分子量●鹽酸重36.47克(裡面含有1.008克的氫),相當於1克
當量。
因為恰巧這樣份量的鹽酸,在反應時產生能與鹼的氫氧離子(OH-)相
作用的1.008的氫。
因此,可以寫成下式:
1克分子量重的鹽酸=1克當量鹽酸
如果用符號來代表,可以寫成下式:
EHCl=MHCl=36.47克
式中:
E──物質的克當量;
M──物質的克分子量。
────────
●帶有電荷的原子叫做離子。
帶有正電荷的叫陽離子,如氫離子H+、鈉離
子Na+;帶有負電荷的叫陰離子,如氯離子Cl-、氫氧基離子OH-等。
●根據物質的分子式,把分子中所有原子的原子量都加起來,就可以算出
這種物質的分子量。
即分子量等於這分子裡所含各種原子的原子量的總和
。
通常用M來代表。
例如:
1個氧分子O2含有2個氧原子,所以氧的分子量可以這樣計算:
M=16×2=32
1個鹽酸分子HCl含有1個氫原子和1個氯原子,所以鹽酸的分子量可以
這樣計算:
M=1.008+36.457=36.47
硫酸H2SO4的分子量可以這樣計算:
M=1.008×2+32+16×2=98
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