电动自行车用锂小鱼儿玄机2站技术现状的详细分析
发布时间:2018-08-13 15:29:54

  锂小鱼儿玄机2站是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的小鱼儿玄机2站。最早出现的锂小鱼儿玄机2站来自于伟大的发明家爱迪生,使用以下反应:Li+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,锂小鱼儿玄机2站长期没有得到应用。而现在,锂小鱼儿玄机2站已经成为了主流。

  目前,锂离子小鱼儿玄机2站应用于电动自行车产品较为普遍,并解决了电动自行车轻量化、美观化的产品需求问题,但由于其应用时间并不长,而动力锂小鱼儿玄机2站技术也并未达到完善的程度,因此还存在众多问题需要解决。以下,我们就来分析目前电动自行车用锂小鱼儿玄机2站在技术层面的现状。

  一、锂离子小鱼儿玄机2站发展进程

  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,对环境要求非常高,所以锂小鱼儿玄机2站生产要在特殊的环境条件下进行。而由于锂小鱼儿玄机2站的很多优点,锂小鱼儿玄机2站被广泛的应用在电子仪表、数码和家电产品上。但是,锂小鱼儿玄机2站多数是二次小鱼儿玄机2站,也有一次性小鱼儿玄机2站。少数二次小鱼儿玄机2站的寿命和安全性比较差。

  后来,日本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小鱼儿玄机2站,在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子小鱼儿玄机2站。当对小鱼儿玄机2站进行充电时,小鱼儿玄机2站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碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对小鱼儿玄机2站进行放电时(即我们使用小鱼儿玄机2站的过程),嵌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。我们通常所说的小鱼儿玄机2站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,摇椅的两端为小鱼儿玄机2站的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ionBatteries又叫摇椅式小鱼儿玄机2站。

  随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用,锂离子小鱼儿玄机2站以优异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。1998年,天津电源研究所开始商业化生产锂离子小鱼儿玄机2站。习惯上,人们把锂离子小鱼儿玄机2站也称为锂小鱼儿玄机2站,现在锂离子小鱼儿玄机2站已经成为了主流。

  二、锂离子小鱼儿玄机2站的特性

  锂离子小鱼儿玄机2站与其他类小鱼儿玄机2站存在差别,有着其独有的特性。

  (一)高能量密度

  锂离子小鱼儿玄机2站的重量是相同容量的镍镉或镍氢小鱼儿玄机2站的一半,体积是镍镉的20-30%,镍氢的35-50%。

  (二)高电压

  一个锂离子小鱼儿玄机2站单体的工作电压为3.7V(平均值),相当于三个串联的镍镉或镍氢小鱼儿玄机2站。

  (三)无污染

  锂离子小鱼儿玄机2站不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。

  (四)不含金属锂

  锂离子小鱼儿玄机2站不含金属锂,因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂小鱼儿玄机2站等规定的限制。

  (五)循环寿命高

  在正常条件下,锂离子小鱼儿玄机2站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

  记忆效应是指镍镉小鱼儿玄机2站在充放电循环过程中,小鱼儿玄机2站的容量减少的现象。锂离子小鱼儿玄机2站不存在这种效应。

  (七)快速充电

  使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器,可以使锂离子小鱼儿玄机2站在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、锂离子小鱼儿玄机2站在电动自行车领域的应用

  目前在电动自行车上应用的大功率锂离子动力小鱼儿玄机2站基本上都是由多只单体小鱼儿玄机2站串联、并联而成的。在其应用过程中,锂动力小鱼儿玄机2站存在的问题主要是各个单体小鱼儿玄机2站之间的离散性较大,从而影响到整个小鱼儿玄机2站组的安全性和使用寿命。

  因此,我们认为理想的锂动力小鱼儿玄机2站组管理应该针对小鱼儿玄机2站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小鱼儿玄机2站组中的每一单体小鱼儿玄机2站,而且在放电时还要使每只小鱼儿玄机2站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。在充电时要保证小鱼儿玄机2站组中的所有小鱼儿玄机2站在同一个电压线上均衡一致地进行充电,直至所有小鱼儿玄机2站充满为止,就如很多个杯子,尽管容量不一样,但以相同的流量注水时,要保证每一只杯子溢水。

  综上所述,电动自行车用锂小鱼儿玄机2站在使用过程中,要始终保持小鱼儿玄机2站不过充、不过放、不发热、寿命长,尤其是使用安全。这就要求小鱼儿玄机2站组必须具有对每只单体小鱼儿玄机2站充放电均衡及保护功能。

  四、电动自行车用锂小鱼儿玄机2站分类

  电动自行车用锂小鱼儿玄机2站大致可分为三大类:锰酸锂小鱼儿玄机2站、三元材料小鱼儿玄机2站和磷酸铁锂小鱼儿玄机2站。

  锰酸锂小鱼儿玄机2站:解决锰酸锂小鱼儿玄机2站的高温性能,必须对小鱼儿玄机2站的正极材料、小鱼儿玄机2站结构设计和电解液配方进行改良。在日本和韩国采用改性锰酸锂,改性锰酸锂小鱼儿玄机2站在65℃存放一星期,容量只下降到99%。

  三元材料小鱼儿玄机2站:钴、镍、锰三元材料作为正极材料的锂小鱼儿玄机2站,它克服了锰酸锂的高温性能差的缺陷,又提高了小鱼儿玄机2站的比能量。

  磷酸铁锂小鱼儿玄机2站:2002年以来,美国和加拿大开始研制磷酸铁锂小鱼儿玄机2站,它成为一种新的具有巨大发展前途的动力型锂小鱼儿玄机2站。超长寿命,在室温下1C充放电循环达2000次。

  磷酸铁锂小鱼儿玄机2站的优势:安全性高。磷酸根化学键的结合力比较强,结构稳定性好;环保且不含有任何重金属;无毒(SGS认证通过),无污染;充电速度快,磷酸铁锂小鱼儿玄机2站可大电流5~10C快速充放电;大电流放电性能好;可10~50C大电流高功率放电。

  磷酸铁锂小鱼儿玄机2站的缺点:低温性能劣于锰酸锂等其他正极材料。磷酸铁锂小鱼儿玄机2站的单体电压是3.2V。36V的小鱼儿玄机2站组需要12个单体小鱼儿玄机2站串联。单体磷酸铁锂小鱼儿玄机2站寿命目前超过2000次,但小鱼儿玄机2站组的寿命可能只有500次。

  五、电动自行车用锂小鱼儿玄机2站的优缺点

  (一)电动自行车用锂小鱼儿玄机2站的优点

  锂小鱼儿玄机2站的能量比铅酸小鱼儿玄机2站大一倍多,目前用铅酸小鱼儿玄机2站的电动自行车充电一次可行驶50~70km,改用同重量的锂小鱼儿玄机2站可行驶100~150km,它的充放电次数也高,存在的问题是:价格较高,为铅酸小鱼儿玄机2站的6倍,每部车配套需1800~2000元。再则现有规格都是适用于手机、笔记本电脑的小型号,有待开发出10Ah以上的较大型号,这种蓄小鱼儿玄机2站目前只能用于豪华型自行车或电动摩托车,但是它的降价潜力较大,前景很好。

  锂小鱼儿玄机2站电动自行车具有的优点是其寿命长、重量轻、体积小。有一种外形小巧的锂小鱼儿玄机2站电动自行车,重量只有16公斤左右,小鱼儿玄机2站只有一本书大小,才2.5公斤重,可以放在包里拎着走,还可以用来给电脑充电,而与之马力相当的铅酸小鱼儿玄机2站重量则在15公斤左右。不过,这种电动车价格比较贵,要2800多元一辆。“这种车上市才一周,价格比较高,但销量比预想的好,一周时间就卖出好几辆。”绿源电动车负责人张先生介绍,这种车采用了锂小鱼儿玄机2站,充电一次可跑30公里左右。捷安特、普利司通等品牌专卖店里也有锂小鱼儿玄机2站电动车。“锂小鱼儿玄机2站电动自行车的动力性能和铅酸小鱼儿玄机2站差不多,充电6~8小时,根据小鱼儿玄机2站容量不同可跑30~45公里,重量只有铅酸小鱼儿玄机2站的1/5左右。”捷安特的销售人员称,锂小鱼儿玄机2站电动自行车最大的优点是寿命长,一组小鱼儿玄机2站可用4~5年,而铅酸小鱼儿玄机2站寿命只有2年左右。

  (二)电动自行车用锂小鱼儿玄机2站的缺点

  锂小鱼儿玄机2站存在的缺点是价格偏高、市场份额仅4%。目前锂小鱼儿玄机2站电动自行车的价格普遍比铅酸小鱼儿玄机2站电动车高出几百元到一千元,因此销量不大。“两者相差800多元,如果只差两三百元我可能会考虑下。”正在选购电动自行车的张女士最后还是买了传统的铅酸小鱼儿玄机2站电动车。

  六、电动自行车用锂小鱼儿玄机2站存在的问题及解决方案

  锂小鱼儿玄机2站应用于电动自行车产品时间并不长,其技术也并未达到很高的水平,因此,还存在着多方面的技术问题,一定程度上制约着电动自行车锂小鱼儿玄机2站行业的发展。

  当前,电动自行车用锂离子小鱼儿玄机2站需要解决的问题主要是使用过程中的安全问题,怎样解决安全问题成为今后电动自行车用锂小鱼儿玄机2站发展的一个趋势,在这里我们简单介绍一下如何解决这一问题。

  (一)过充

  正常锂电应充电最高4.2伏,铁锂小鱼儿玄机2站在此基础上减0.5伏做上下限,充电高于4.3伏为过充。解决这一问题,需要精确测量电压真值:采用科学的充电方式,充满而不过充;合理的设置单节过充保护电压点:如:4.2V±0.05V,确保不会过充而爆炸。

  (二)过放

  锂小鱼儿玄机2站放电最低3.2伏,放电低于3伏为过放,精确测量电量真值:采用科学、安全的放电方式,放完而不过放;合理的设置单节过放保护电压点:如:3.20V±0.05V,确保不会过放而爆炸。

  (三)小鱼儿玄机2站温度检测

  锂小鱼儿玄机2站温度过高将会产生爆炸的可能,因此,需要监控每节小鱼儿玄机2站的温度,确保不会因为小鱼儿玄机2站温度过高而产生爆炸。

  (四)过流保护

  锂小鱼儿玄机2站有个额定电流,不允许超过额定电流,否则会烧坏小鱼儿玄机2站。因此,需要精准测控充放电电流,并高效快速地采取过流保护措施,当电流超过设定电流时候,避免短路、反接等事故发生。

  (五)均衡

  锂离子小鱼儿玄机2站单体电压存在着偏差,若不进行均衡控制,随着充放电循环的增加,各单体小鱼儿玄机2站电压逐渐分化,使用寿命将大大缩减。当对一组锂离子小鱼儿玄机2站充放电时,考虑到各个单体小鱼儿玄机2站的不一致性,可采取均衡措施来确保安全性和稳定性。

  锂例子小鱼儿玄机2站被广泛应用储能电源系统,邮电通讯的不间断电源,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。

  锂小鱼儿玄机2站在电动自行车领域的应用,虽然还未达到较成熟的程度,但目前良好的发展前景,以及锂小鱼儿玄机2站在电动自行车产品上所表现出来的优良特性,使锂电自行车得到较为快速的发展。

  此外,目前开发的大容量锂离子小鱼儿玄机2站已在电动汽车中开始试用,预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一,并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。

  随着小鱼儿玄机二站的紧缺和世界的环保方面的压力。锂电现在被广泛应用于电动车行业,特别是磷酸铁锂材料小鱼儿玄机2站的出现,更推动了锂小鱼儿玄机2站产业技术的进步与突破。


稿件来源: 小鱼儿玄机2站小鱼儿心水论坛网
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