18650和聚合物电池区别(18650和聚合物电池你知多少)

对于不熟悉锂离子电池技术原理的读者来说,18650锂电池和锂聚合物电池估计是听到最多的两个词。很多商家在宣传自己的产品时吹嘘聚合物电池,把18650电池踩在地上,太松懈了。

上图中,从左到右依次是标准的18650锂电池、铝塑复合膜封装的锂离子电池和应急供电的倍率锂离子电池。

图13.7V/5000mAh软包装聚合物功率:10.5Wh

图2 3575175代表电池尺寸:3.5mmX75mmX175mm x 175mm。

图3电压:11.1V由三个3.7V倍率电池串联塑封得到。

一:混淆电池类型

不同类型的电池原理基本相同。它们都有一个正极、一个负极和电解液。目前主流锂电池的单节标称电压一般为3.7V,正极材料一般为钴酸锂、镍钴锰酸锂(也称三元材料)、磷酸亚铁锂或锰酸锂等。负极材料一般为石墨,电解液一般为六氟磷酸锂溶液。

通常,行业使用锂电池的外部尺寸来识别电池型号。锂电池按照不同的规律可以分为很多类型:比如不同电压的高压锂电池,不同放电倍率(最大1C放电)的标准锂电池,倍率电池(大于1C放电),纯钴酸锂电池,三元锂电池,锂铁电池(就是有自主知识产权的铁电池,一个厂忽悠的)。

而广为提及的锂离子电池,是按照封装材料来分类的,比如以18650为代表的钢制封装,以及早期的铝制封装的手机电池。主流是铝塑复合膜封装的锂离子电池,我们称之为锂聚合物电池或软包装电池。

识别设备中使用的电池并不困难。18650电池的直径和厚度,也就是18mm,决定了它的产品规格厚度必须大于18mm,长于65mm。但是18650较低的成本决定了它的市场份额,所以低配的可以选择18650,轻薄的可以选择锂聚合物电池。

棘手二:节操没有能力标记。

我不我不知道什么时候开始的。很多人总认为电池容量越高越好。但是真的有这么大容量的电池吗?

按照目前普遍标注的总容量,以20000mAh为例,即使采用进口产品,也需要5道并联工艺,更何况国产产品的串并联。

小巧轻便,动辄50,000mAh的充电宝很可能是骗人的,更可气的是用产品型号误导消费者,比如50000m的充电宝。买了才知道原来5万m充电宝是产品型号,不是充电容量。

8650电池的串并联组合对电池本身的一致性要求很高。如果单个电池出现内部问题,比如电池组中有一块电池电压低,必然会拉低整个电池组的电压值,增加内阻。如果还是用原来的电流和电压充电,很有可能电池发热爆炸,铝塑软包的锂聚合物电池也存在这种情况。

但是锂聚合物电池相对于钢壳封装的18650锂电池,不会爆炸,但是不可避免的会燃烧。所以产品上标注的电池容量并不是越大越好。

另外,即使符合容量标签,实际能提供多少电量?为了更直观地解释这个技巧,让说说充电宝,紧急启动电源的近亲。

电池的容量代表电池本身所能提供的电量。就像一个池子,池子越大,储水量越大。充放电的过程就像池子里存水和放水的过程。必须有压力差才能形成水流。给3.7V电池充电,它可以它不能用3.7V的电压充电,所以它需要一个高电压

市面上标注10000mAh的充电宝都是用3.7V标准电压电池。当需要用同样内置的3.7V电池给设备充电时(目前大部分使用锂电池的设备都是3.7V电压),必须升压到5V(USB接口的标准电压,USB-C除外),用助力板是91%(这还是好电池)。

C=C1(3.75)0.91=10000 mAh0.740.91=6734 mAh(其中C代表5V有效输出容量,C1代表电池容量)

也就是说标称容量为10000mAh电池的充电宝,在实际使用中,按照最优计算只能提供6700mAh的输出功率。唐以后不要再被骗了。有良心的商家会在产品上标注电池容量的同时标注有效输出容量(实际可用容量)。

棘手3:倍率电池的知识盲点

我们一般用字母C 来表示锂电池的放电率,而1C表示电池的最大放电电流为1次。比如1000mAh锂电池,最大放电电流10次,就是电池最大放电电流10次,其最大放电电流为101000mA=10A。

一般我们把1C放电的锂电池称为标准电池,2C-10C放电的称为低倍率电池,10C放电以上的称为高倍率电池。

速率电池和传统标准电池的主要区别在于制造工艺的不同。标准电池和低倍率电池多由极片卷绕制成,而用于应急启动电源的高倍率电池的内极片由叠片工艺制成,间接提供了一种简单的判别方法。卷绕式电池两面会略厚,平整度稍差,而叠片工艺的倍率电池则相当平整方正。

因为速率电池是为了满足严格的大电流放电要求而设计的,所以采用了更厚的极片和更厚的锂离子隔离膜,但同样体积下容量会略有下降。但是,相对于安全性,小容量的牺牲是不够的。

作为应急启动电源,它与充电宝最大的区别在于,应急启动电源需要瞬间大电流放电,供车辆启动电机启动点火。这时,就有必要用一个额定电池作为权力。一般较好的倍率电池采用35C-40C倍率放电,传统的标准电池可能无法胜任这项工作。如果黑心商家使用标准电池为应急启动电源产品供电,寿命估计较短,瞬间大电流放电极易击穿锂离子隔离膜。

棘手4:可有可无保护电路

锂离子电池或锂电池组在使用过程中,为了避免用户的误操作,导致电池发热,电池内电解液分解产生气体使其内压升高,导致金属锂析出,从而导致起火和电池破裂的危险,以及因过放电导致电池特性恶化等。保护电路应统一用于锂离子电池的电路中。

锂离子充电电池的保护必须具备以下四种保护功能,以确保电池的安全性和可靠性。

过充保护可以防止电池在充电时超过充电极限电压。电池过充容易导致电池特性恶化,起火和破裂,保证安全。

过放电保护可以防止电池在放电时超过电池放电极限电压。电池过度放电会直接导致电池内部电化学性能恶化,影响电池的使用寿命,甚至电池报废。

过流保护防止MOSFET损坏,使电池能在最大充电电流内安全充电。

短路保护,防止因操作不慎造成正负极直接连接,导致电池起火爆炸等。以确保使用和搬运的安全。

所以山寨应急启动电源产品无用的保护电路无异于谋杀,尤其是倍率电池