锂离子电池是采用可嵌入锂的材料作负极,含锂的化合物作正极,聚丙烯/聚乙烯多孔膜作隔离层,锂盐溶于剂作电解液的锂二次电池。锂化合物正极活性材料、碳黑等材料与粘接剂混和制浆,涂覆在集流体铝箔上,经烘干、辊压制成正极片;石墨等碳负极材料涂覆在铜箔上,采用与正极相同的方法制成负极片;正、负极片之间插入微孔聚丙烯等薄隔膜作为隔离层,卷绕或叠片成圆柱形或矩形,装入电池壳,经焊接引出电池正负极,再加入电解质溶液,化成、封口,即成为单体电池。
锂离子动力电池单体的形状有圆柱、矩形金属壳(铝/钢)和矩形软包散装,圆柱电池包括主要用于笔记本电脑的现在特斯拉汽车公司选用的18650圆柱电池和直径及长度更大的圆柱电池,电芯通过卷绕方式制作。矩形电池一般容量较大,电芯通过卷绕、Z形叠片、卷绕+叠片、正极包膜叠片、叠片+卷绕等方式制作。软包电池电芯的制作方式与矩形金属壳电池相同。
圆柱型电芯技术最成熟,制造成本较低,但大型圆柱电池的散热能力较差,故一般选用小圆柱电池。车用电池组容量大,电池数量多,管理系统较为复杂和昂贵。矩形电池中卷绕结构电池制作工艺较简单,但主要适合于软极片电池,采用磷酸铁锂和三元材料的电池均可用此方法。但尖晶石正极材料电池因极片硬而不能采用此方式制作。叠片式电池适应于各种材料体系,可靠性高,寿命比同型号卷绕电池长,通用Volt插电式混合动力汽车和日产Leaf纯电动汽车的电池均采用叠片工艺制造。电动袋式叠片电池结构见图8。叠片工艺制造的电池过程复杂一些,但寿命比用相同材料体系扁形卷绕的电池长
锂电池充电管理IC分类及应用
电池充电管理IC分类:
按照充电电路结构可以分为:
1. 线性充电管理IC:
主要型号: TP4010,TP4011,TP4012,TP4013,TP4014,TP4015,TP4016。
线性部份基本功能类似于LDO的线性电路。
大可充电电流设定:一般是通过恒流源电阻的方式来设定, 而且一般是内部集成功率器件。
主要应用领域:MP3,MP4,GPS,PMP,PDP
2. 开关充电管理IC:
主要型号:TP8056,TP8052。
开关电路的基本功能与电路一样。
也分为同步和非同步。
大可充电电流设定:一般通过串联在充电回路中的电阻取样电压降来决定。
主要应用领域:较大容量备用电池,NOTEBOOK电池,各类锂电池包
锂离子电池的内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力,它包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。
欧姆内阻由电极材料、电解质、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻,包括电化学极极化和浓差极化引起的电阻。
内阻的单位一般是毫欧姆(mΩ),内阻大的电池,在充放电的时候,内部功耗大,发热严重,会造成锂离子电池的加速老化和寿命衰减,同时也会限制大倍率的充放电应用。所以,内阻做的越小,锂离子电池的寿命和倍率性能就会越好。