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锂离子电池的结构原理是什么呢?
它是一种化学电源,正极材料采用锂化合物组成,主要成分是LiCoO2,负极材料采用石墨。
充电时,电池两极的电动势,促使正极化合物释放出锂离子,穿过隔膜,进入负极分子呈片层结构排列的石墨中。放电时,锂离子从片层结构的石墨中脱离出来,穿过隔膜,重新和正极化合物结合。
充电过程中,锂离子持续在正、负极之间分离,再结合。锂离子在移动中产生电流。在光伏发电系统中,锂离子电池优点是容量高、重量轻、无记忆,但缺点是成本高、价格贵。
锂离子电池有哪些特点呢?
1. 单体工作电压高
单个锂离子电池的电压可达3.7V,是镍镉电池、镍氢电池的3倍,是铅酸电池的2倍,也是锂电池比能量大的关键原因。因此,组成相同容量或电压的电池组时,锂离子电池的串联数少于铅酸或镍氢电池。如此一来,电池一致性就更好,寿命也更长。例如:在光伏发电系统中,36V锂离子电池只要10个单体电池,而36V铅酸电池则要18个单体电池,等于3个12V电池组,每组由6个2V单体电池组成。
2. 能量密度大
锂离子电池的能量密度是190Wh/kg,是镍氢电池的2倍,是铅酸蓄电池的4倍,相同电量下,重量是铅酸蓄电池的1/4。
3. 体积小
锂离子电池的体积比可达500Wh/L,体积是铅酸蓄电池的1/3。
4. 循环寿命长
锂离子电池的循环次数可达2000次。
5. 自放电率低
锂离子电池的自放电率<3%/月,充电速度也更快。
6. 工作温度范围广
锂离子电池可在-20~60℃环境温度下正常工作,满足光伏发电系统在严寒地区的工作需求。
7. 无记忆效应
锂离子电池没有记忆效应,因此不必像镍镉电池,在充电前,先放电。如此一来,锂离子电池就能随时充电,充放深度也不影响电池容量和寿命。
8. 可靠的保护功能
锂离子电池组的保护电路能精确监测单体电池,低功耗就能做到智能管理,具备可靠的过充电、过放电、温度、过电流、短路保护和均衡充电功能。
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