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  鋰電池體系的溫度變化由熱量的產(chǎn)生和散發(fā)兩個(gè)因素決定，其熱量的產(chǎn)生可以通過(guò)熱分解和(或)電池材料之間的反應(yīng)所致。

  當(dāng)電池中某一部分發(fā)生偏差時(shí)，如內(nèi)部短路、大電流充放電和過(guò)充電，則會(huì)產(chǎn)生大量的熱，導(dǎo)致電池體系的溫度增加。當(dāng)電池體系達(dá)到一定的溫度時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致系列分解等反應(yīng)，使電池受到熱破壞。同時(shí)由于鋰電池中的液體電解質(zhì)為有機(jī)化合物而易燃，因此體系的溫度達(dá)到較高時(shí)電池會(huì)著火。當(dāng)產(chǎn)生的熱量不大時(shí)，電池體系的溫度不高，此時(shí)電池處于安全狀態(tài)。鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生熱量的原因主要由以下所述。

  (1)電池電解質(zhì)與負(fù)極的反應(yīng)，雖然電解質(zhì)與金屬鋰或碳材料之間有一層界面保護(hù)膜，保護(hù)膜的存在使得其間的反應(yīng)受到限制；

  (2)電解質(zhì)中存在的熱分解，鋰電池體系達(dá)到一定溫度時(shí)，電解質(zhì)會(huì)發(fā)生分解并產(chǎn)生熱量；

  (3)電解質(zhì)與正極的反應(yīng)，由于鋰電池電解質(zhì)的分解電壓高于正極的電壓，因此電解質(zhì)與正極反應(yīng)的情況很少發(fā)生；

  (4)負(fù)極材料的熱分解；

  (5)正極材料的熱分解；

  (6)正極活性物和負(fù)極活性物的焓變；

  (7)電流通過(guò)內(nèi)阻而產(chǎn)生熱量；

  (8)其他，對(duì)于鋰電池而言，負(fù)極電位接近金屬鋰的電極電位，因此除了上述反應(yīng)外，與膠黏劑等的反應(yīng)亦須考慮。

定期檢查

 （1）工作適宜溫度15～20℃

 （2）太陽(yáng)能蓄電池聯(lián)接的方法為：將太陽(yáng)能蓄電池的正極與正極、負(fù)極與負(fù)極聯(lián)接。這樣太陽(yáng)能蓄電池的電量就會(huì)增加一倍，而電壓與一塊太陽(yáng)能蓄電池的電壓一樣。太陽(yáng)能蓄電池兩極柱切不可短路（碰頭）。

 （3）對(duì)于新安裝或整修后第一次充電的太陽(yáng)能蓄電池，進(jìn)行一次較長(zhǎng)時(shí)間的充電，為初充電，應(yīng)按額定容量1/10的電流來(lái)進(jìn)行充電。安裝前必須測(cè)量蓄電池是否充足，如電力不足，請(qǐng)?jiān)陉?yáng)光充足的地方對(duì)蓄電池進(jìn)行8—16小時(shí)以上充電或者用交流電先把電池充足，應(yīng)嚴(yán)格避免過(guò)放充電。用交流電正常充電時(shí)，最好采用分級(jí)充電方式，即在充電初期用較大電流的恒流均充，充到均充電壓并恒壓一定時(shí)間后改用常規(guī)的恒壓浮充方式。

 （4）保持蓄電池本身的清潔。安裝好的太陽(yáng)能蓄電池極柱應(yīng)涂上凡士林，防止腐蝕極柱。

 （5）為太陽(yáng)能蓄電池配置在線監(jiān)測(cè)管理技術(shù)，對(duì)太陽(yáng)能蓄電池進(jìn)行內(nèi)阻在線測(cè)量與分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池的缺陷，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

 （6）冬季預(yù)防太陽(yáng)能蓄電池凍裂，夏季避免陽(yáng)光直曬，應(yīng)將太陽(yáng)能蓄電池放于通風(fēng)陰冷處。

  1.正負(fù)極活性材料

  鋰電池中正極材料是儲(chǔ)Li一方，更多的決定了鋰電池的性能，正極材料主要通過(guò)包覆與摻雜來(lái)改善顆粒之間的電子傳導(dǎo)能力。如摻雜Ni后增強(qiáng)了P-O鍵的強(qiáng)度，穩(wěn)定了LiFePO4/C的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了晶胞體積，可有效降低正極材料的電荷轉(zhuǎn)移阻抗。

  而通過(guò)電化學(xué)熱耦合模型仿真分析得知在高倍率放電條件下，活化極化特別是負(fù)極活化極化的大幅增加是極化嚴(yán)重的主要原因。減小負(fù)極顆粒粒徑可以有效減小負(fù)極活化極化，當(dāng)負(fù)極固相粒徑減小一半時(shí)，活化極化可降低45%。因此，就電池設(shè)計(jì)而言，正負(fù)極材料本身的改善研究也是必不可少的。

  2.導(dǎo)電劑

  石墨和炭黑因其良好性能，在鋰電池領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。相對(duì)于石墨類導(dǎo)電劑，正極添加炭黑類導(dǎo)電劑的電池倍率性能更優(yōu)，因?yàn)槭悓?dǎo)電劑具有片狀顆粒形貌，大倍率下引起孔隙曲折系數(shù)較大增長(zhǎng)，易出現(xiàn)Li液相擴(kuò)散過(guò)程限制放電容量的現(xiàn)象。而添加了CNTs的電池其內(nèi)阻更小，因?yàn)橄鄬?duì)石墨/炭黑與活性材料的點(diǎn)接觸，纖維狀的碳納米管與活性材料屬于線接觸，可以降低電池的界面阻抗。

  3.集流體

  降低集流體與活性物質(zhì)間的界面電阻，提高兩者之間的粘結(jié)強(qiáng)度是提升鋰電池性能的重要手段。在鋁箔表面涂覆導(dǎo)電碳涂層和對(duì)鋁箔進(jìn)行電暈處理可有效降低電池的界面阻抗。相較普調(diào)鋁箔，使用涂碳鋁箔可以使電池的內(nèi)阻降低65%左右，且可降低電池在使用過(guò)程中內(nèi)阻的增幅。

  經(jīng)電暈處理的鋁箔交流內(nèi)阻可降低20%左右，在常使用的20%——90%SOC區(qū)間內(nèi)，直流內(nèi)阻整體偏小且隨放電深度的增加，其增幅逐漸較小。

  4.隔膜

  電池內(nèi)部的離子傳導(dǎo)需依賴電解液中Li離子通過(guò)隔膜多孔的擴(kuò)散，隔膜的吸液潤(rùn)濕能力是形成良好離子流動(dòng)通道的關(guān)鍵，當(dāng)隔膜具有更高的吸液率和多孔結(jié)構(gòu)時(shí)，能提升導(dǎo)電性減小電池阻抗，提高電池的倍率性能。相較普通基膜，陶瓷隔膜和涂膠隔膜不但能大幅提高隔膜的高溫耐收縮性，而且可增強(qiáng)隔膜的吸液潤(rùn)濕能力，在PP隔膜上增加SiO2陶瓷涂層，可使隔膜的吸液量增加17%。在PP/PE復(fù)合隔膜上涂覆1μm的PVDF-HFP，隔膜吸液率由70%增加到82%，電芯內(nèi)阻下降20%以上。

 設(shè)計(jì)指標(biāo)的區(qū)別

 兩種設(shè)備均采用了IGBT技術(shù)，同時(shí)都能提供兩路選擇輸出供電。但兩者在逆變器的控制系統(tǒng)上有很大差異：UPS是以電壓反饋的單閉環(huán)控制系統(tǒng)，因此其輸出電壓的正弦波波形及電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整精度較好；而EPS的逆變器控制系統(tǒng)是由電壓、電流反饋組成的多閉環(huán)控制系統(tǒng)，其輸出功率的過(guò)載能力、負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)，可靠性高。

 輸出上的區(qū)別

 UPS的供電對(duì)象是計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，負(fù)載性質(zhì)差別不大，所以國(guó)標(biāo)規(guī)定UPS輸出功率因數(shù)為0.8。而EPS主要是作為電源應(yīng)急保障，負(fù)載性質(zhì)為感性、容性及整流性負(fù)載兼而有之。有些負(fù)載是市電停電后才投入工作的，因而要求EPS能提供很大的沖擊電流，一般要求120%額定負(fù)載下仍能正常運(yùn)行10min以上，所以EPS需要輸出動(dòng)態(tài)特性要好，抗過(guò)載能力要強(qiáng)。UPS額定容量以視在功率(kV·A)為單位，EPS額定容量以有功功率(kW)為單位。在線式UPS為保證輸出供電不間斷和優(yōu)質(zhì)供電，是選擇逆變優(yōu)先；而EPS電源為保證應(yīng)急使用，是選擇市電優(yōu)先。

 應(yīng)用范圍的不同

 在我國(guó)EPS主要用于消防類負(fù)荷及一些對(duì)供電質(zhì)量要求不太高但需保證連續(xù)供電的用電設(shè)備，僅強(qiáng)調(diào)能持續(xù)供電這一功能。EPS用于消防負(fù)荷時(shí)，其產(chǎn)品技術(shù)受公安部消防認(rèn)證。UPS一般用于計(jì)算機(jī)及數(shù)字信息系統(tǒng)等場(chǎng)合，要求供電質(zhì)量較高的負(fù)載，主要強(qiáng)調(diào)逆變切換時(shí)間、輸出電壓、頻率穩(wěn)定性、輸出波形的純正、無(wú)各種干擾等。

 功能上的區(qū)別

 兩者均有市電旁路及逆變電路，但EPS僅具有持續(xù)供電功能，一般對(duì)逆變切換時(shí)間要求不高，可有多路輸出，有些EPS還配置蓄電池單體監(jiān)測(cè)功能。在市電中斷時(shí)才轉(zhuǎn)為逆變供電，電能利用率高，UPS并不是僅在市電中斷時(shí)才發(fā)揮作用，當(dāng)市電出現(xiàn)電壓過(guò)低、過(guò)高，線路出現(xiàn)浪涌等異常情況，UPS能輸出高質(zhì)量電源，確保用電設(shè)備正常運(yùn)行。

 在選用UPS、EPS時(shí)，需分清使用性質(zhì)、場(chǎng)合、用途，合理地選擇。千萬(wàn)不能片面地認(rèn)為EPS比UPS好或UPS比EPS好，它們各有各的用途，各有各的設(shè)計(jì)理念。總而言之，UPS電源與EPS電源工作原理不同，所負(fù)載的設(shè)備也不相同，因此，UPS電源不能完全代替EPS電源，反之相同。

 1.極板面積的影響

 在UPS電池殼體容積相同的條件下，選用薄極板，添加極板片數(shù)，也就是添加了極板面積，這樣就進(jìn)步了電池的容量和比能量，改善了電池的大電流、低溫放電功能，但不足之處在于UPS電池的浮充壽數(shù)會(huì)有少數(shù)下降。

 2.極板高度的影響

 在極板高度方向上，活性物質(zhì)利用率散布不是均勻的，特別是當(dāng)極板較高時(shí)，極板下半部的利用率較差。放電初期極板上部的電流密度約為下部的2～2.5倍，跟著放電進(jìn)行電流密度逐步減小，但上部一直比下部的電流密度大，所以極板規(guī)劃不宜寬度小而高度過(guò)高。

 3.極板厚度的影響

 前面在放電率對(duì)UPS電池容量的影響中曾評(píng)論過(guò)，因?yàn)槭蹾2SO4分散的約束，活性物質(zhì)效果的深度有限，因而，跟著極板厚度的添加，活性物質(zhì)利用率將降低。這一點(diǎn)在大電流放電時(shí)體現(xiàn)得愈加顯著。但是，因?yàn)檫@種UPS電池的浮充及循環(huán)壽數(shù)較長(zhǎng)，所以它在通訊備用電源中被遍及選用。

 4.電解液的濃度

 在鉛酸電池中，電解液也是反響物，在體積一定下，添加電解液的濃度就等于添加反響物質(zhì)，所以在實(shí)踐使用的電解液濃度范圍內(nèi)，跟著電解液濃度的添加，UPS電池容量也添加，特別是在高倍率放電并由正極板約束電池容量時(shí)更是如此。所以在選取合適的電解液濃度時(shí)必須與實(shí)踐的應(yīng)用領(lǐng)域相結(jié)合。

 UPS電源蓄電池容量的重要性不容忽視，蓄電池的維護(hù)保養(yǎng)也要落實(shí)到位，保證UPS電源蓄電池時(shí)刻處在最佳的工作狀態(tài)，以應(yīng)對(duì)市電斷電，UPS電源的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

   UPS電源蓄電池應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)了，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)起鼓鼓包變形現(xiàn)象，其實(shí)不管什么類型的蓄電池，也包括我們常用的手機(jī)電池，使用時(shí)間長(zhǎng)的話也會(huì)出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。鼓包對(duì)電池的使用影響很大，甚至?xí)斐杀ㄎｋU(xiǎn)。

   UPS電源電池出現(xiàn)鼓包變形，主要是由體內(nèi)壓力激刷增加而產(chǎn)生的，主要原因有以下幾點(diǎn)：

  （1）密封電池充電運(yùn)行中特別是在串聯(lián)UPS電源蓄電池組中，如果對(duì)電池組進(jìn)行過(guò)充電，若有品質(zhì)不良的電池常會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部氣體復(fù)合不良等現(xiàn)象，從而出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。

  （2）安全閥開(kāi)閥壓力過(guò)高，或者是安全閥阻塞。當(dāng)體內(nèi)壓力增加到一定程度時(shí)閥門(mén)不能正常打開(kāi)，在這種情況下勢(shì)必造成鼓包變形。

  （3）因密封電池屬于貧液式設(shè)計(jì)，對(duì)氣體的化合留有預(yù)留避道，而如果有“富液”現(xiàn)象，就會(huì)阻擋產(chǎn)生的O2擴(kuò)散到負(fù)極，降低O2的復(fù)合率，體內(nèi)壓力增大。

  （4）浮充電壓設(shè)得過(guò)高，充電電流大，導(dǎo)致正極板上O2析出加快，而來(lái)不及在負(fù)極復(fù)合，同時(shí)UPS電源電池體內(nèi)的溫度上升也很快，在排氣不及，壓力達(dá)到一定時(shí)，使蓄電池出現(xiàn)鼓包變形。

  三元鋰電池目前的單體能量密度已經(jīng)接近極限，很難再有大的突破。越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)將重心集中到了固態(tài)電池上。目前純電動(dòng)汽車的發(fā)展一直受到電池能量密度低的桎梏。電池能量密度沒(méi)有大的突破，純電動(dòng)車的續(xù)航里程就無(wú)法大幅提高，純電動(dòng)汽車的發(fā)展將智能依賴于政策支持，缺乏市場(chǎng)動(dòng)力。

 業(yè)內(nèi)人士表示三元鋰電池目前的單體能量密度已經(jīng)接近極限，很難再有大的突破。要想進(jìn)一步提升三元鋰電池的能量密度，就需要進(jìn)一步提升電池中鎳的比重。但是電池中鎳的比重提升后，由于高鎳的熱穩(wěn)定性很差，電池內(nèi)部的熱反應(yīng)就會(huì)非常劇烈，安全問(wèn)題令人擔(dān)憂。

 依靠三元里電池技術(shù)路線，動(dòng)力電池能量密度要做到350Wh/kg的目標(biāo)，難度很大。因此行業(yè)希望依靠固態(tài)電池進(jìn)一步提升電池能量密度。固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，高溫下表現(xiàn)良好，安全性更高。固態(tài)電池會(huì)大大降低電動(dòng)車自燃的概率。越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)將重心集中到了全固態(tài)鋰電池上。大眾曾宣布計(jì)劃研發(fā)續(xù)航1000km固態(tài)電池;豐田汽車預(yù)計(jì)2022年完成固態(tài)電池的研發(fā)工作，并計(jì)劃于2030年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

 電解質(zhì)材料是全固態(tài)鋰電池技術(shù)的核心，目前固態(tài)電解質(zhì)的研究主要集中在三大類材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好，已經(jīng)有商業(yè)化的應(yīng)用案例;氧化物循環(huán)性能良好，適用于薄膜柔性結(jié)構(gòu);硫化物電導(dǎo)率最高，是未來(lái)主要方向。

  一般認(rèn)為將鋰電池的空載電壓放到3.0V以下就認(rèn)為電用完了（具體值需要看電池保護(hù)板的門(mén)限值，比如有低到2.8V，也有3.2V的）。大部分鋰電池放電不能將空載電壓放到3.2V以下的，否則過(guò)度放電會(huì)損害電池（一般市場(chǎng)上的鋰電池基本都是帶保護(hù)板才使用的，因此過(guò)度放電還會(huì)導(dǎo)致保護(hù)板檢測(cè)不到電池，從而無(wú)法給電池充電）。

  4.2V是電池充電的最高限制電壓，一般認(rèn)為將鋰電池的空載電壓充到4.2V就認(rèn)為電充滿了，電池充電過(guò)程中，電池的電壓在3.7V逐漸上升到4.2V，鋰電池充電不能將空載電壓充到4.2V以上的，否則也會(huì)損害電池，這就是鋰電池特殊的地方，一般來(lái)講，18650鋰電池具有以下的優(yōu)點(diǎn)。

  1、使用范圍廣

  筆記本電腦、對(duì)講機(jī)、便攜式DVD，儀器儀表、音響設(shè)備、航模、玩具、攝像機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)等電子設(shè)備。

  2、串聯(lián)

  可串聯(lián)或并聯(lián)組合成18650鋰電池組。

  3、內(nèi)阻小

  聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小，國(guó)產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下，極大的減低了電池的自耗電，延長(zhǎng)手機(jī)的待機(jī)時(shí)間，完全可以達(dá)到與國(guó)際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。

  4、沒(méi)有記憶效應(yīng)

  在充電前不必將剩余電量放空，使用方便。

  5、電壓高

  18650鋰電池的電壓一般都在3.6V、3.8V和4.2V，遠(yuǎn)高于鎳鎘和鎳氫電池的1.2V電壓。

  6、安全性能高

  18650鋰電池安全性能高，不爆炸，不燃燒；無(wú)毒，無(wú)污染，經(jīng)過(guò)RoHS商標(biāo)認(rèn)證；各種安全性能一氣呵成，循環(huán)次數(shù)大于500次；耐高溫性能好，65度條件下放電效率達(dá)100%。為防止電池短路現(xiàn)象，18650鋰電池的正負(fù)極是分開(kāi)的。所以它發(fā)生短路現(xiàn)象的可能已經(jīng)降到了極致。可以加裝保護(hù)板，避免電池過(guò)充過(guò)放，這樣還能延長(zhǎng)了電池的使用壽命。

  7、使用壽命長(zhǎng)

  18650鋰電池的使用壽命很長(zhǎng)，正常使用時(shí)循環(huán)壽命可達(dá)500次以上，是普通電池的兩倍以上。

  8、容量大

  18650鋰電池的容量一般為1200mah~3600mah之間，而一般電池容量只有800左右，如果組合起18650鋰電池來(lái)成18650鋰電池組，那18650鋰電池組是隨隨便便都可以突破5000mah的