电动自行车用锂电池技术现状分析

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1、电动自行车用锂电池技术现状分析锂电池是一类由锂金属或钾•合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池來自于伟大的发明家爱迪生，使用以下反应：U+MnO2=LiMnO2,该反应为氧化还原反应。由于锂金属的化学特性非常活跃，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。而现在，锂电池已经成为了主流。冃前，锂离子电池应用于电动口行车产品较为普遍，并解决了电动口行午轻量化、美观化的产甜需求问题，但山于其应用时间并不长，而动力锂电池技术也并未达到完善的程度，因此还存在众多问题盅要解决。以下，我们就来分析冃前电动口行车用锂电池在技术层面的

2、现状。一、锂离子电池发展进程由于锂金属的化学特性非常活跃，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境耍求非常高，所以锂电池生产要在特殊的环境条件下进行。而由丁•锂电池的很多优点，锂电池被广泛的应用在电子仪表、数码和家电产品上。但是，锂电池多数是二次电池，也有一次性电池。少数二次电池的寿命和安全性比较差。示来，丨I木索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金丿肉锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。当对电池进行充电吋,电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到

3、碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越鬲。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），欣在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-iond的充放电过程中，锂离子处于从正极—＞负极—＞正极的运动状态。Li-ionBatteries就像一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离了就象运动员一样在摇椅来冋奔跑。所以Li-ionBatteries又叫摇椅式电池。随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用，锂离子电池以优界的性能在这类产品中得到广泛应用，并在近年逐步向其他产品应用领域发展。1

4、998年，天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。习惯上，人们把锂离子电池也称为锂电池，现在锂离子电池已经成为了主流。二、锂离子电池的特性锂离了电池与其他类电池存在差别，有着其独有的特性。（一）高能量密度锂离子电池的重量是相同容量的镰镉或鎳氢电池的一半，体积是镰镉的20-30%,镰氢的35-50%0（二）高电压一个锂离子电池单休的工作电压为3.7V（平均值），相当于三个串联的鎳镉或鎳氢电池。（三）无污染锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞Z类的有害金属物质。（四）不含金属锂锂离子电池不含金属锂，【大

5、

6、佃不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。（五）循环寿命高在正常条

7、件下，锂离了电池的充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂（以下称磷铁）则可以达到2000次。（六）无记忆效应记忆效应是指碌镉电池在充放电循坏过程中，电池的容量减少的现彖。锂离子电池不存在这种效应。（七）快速充电使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5-2.5个小时内就充满电；而新开发的磷铁锂电，已经可以在35分钟内充满电。三、锂离子电池在电动自行车领域的应用电賊©lih■u止絶規耳机報耳目前在电动自行车上应用的人功率锂离了动力电池基木上都是由多只单体电池串联、并联而成的。在其应用过程中，锂动力电池存在的问题主要是各个单体电池ZI'可的离散性较大，从

8、

9、佃影响到整个电池组的安全性和使用寿命。因此，我们认为理想的锂动力电池组管理应该针対电池组的安全性和使用寿命。这种控制的要求是：不仅能够管理和保护电池纟fl屮的每一单体电池，而且在放电时还要使每只电池的电压保持均衡一致，如同很多杯水在同一个水平线平衡一致地往外流。在充电时要保证电池组屮的所有电池在同一个电压线上均衡一致地进行充电，直至所有电池充满为止，就如很多个杯子，尽管容量不一样，但以相同的流最注水时，要保证每一只杯子溢水。综上所述，电动自行车用锂电池在使用过程中，要始终保持电池不过充、不过放、不发热、寿命长，尤其是使用安全。这就要求电池组必须具有对每只单体电池充放电均衡

10、及保护功能。四、电动自行车用锂电池分类电动自行车用锂电池人致可分为三人类：猛酸锂电池、三元材料电池和磷酸铁锂电池。镒酸锂电池：解决镒酸锂电池的高温性能，必须对电池的正极材料、电池结构设计和电解液配方进行改良。在口木和韩国采用改性镒酸锂，改性猛酸锂电池在65°C存放一星期,容罐只下降到99%O三元材料电池：钻、線、镒三元材料作为正极材料的锂电池，它克服了镒酸锂的高温性能差的缺陷，又提高了电池的比能量。磷酸铁锂电池：2002年以来，美国和加拿人开始研制磷酸铁锂电池，它成为一种新的具有巨人发展前途的动力型锂电池。超长寿命，在室温下1