什么是高溫鋰離子電池

概述

高溫鋰離子電池，一般可分為100℃，125℃，150℃，175℃，和200℃及其以上環(huán)境下使用五個(gè)級(jí)別。在所有電化學(xué)體系中，兩種體系的貯存時(shí)間為最長，工作電壓為最高。低于等于100℃使用的電池，不要特殊設(shè)計(jì)，一般市面上的電池經(jīng)適當(dāng)改進(jìn)即可使用。低于等于125℃使用的電池，只要在常規(guī)電池生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上作適當(dāng)調(diào)整和控制，就可生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。150℃和175℃使用的電池，則要特殊設(shè)計(jì)。180℃和200℃以上使用的電池，因?yàn)殇嚨娜埸c(diǎn)為180.5℃已不適于作負(fù)極，此種電池須采用鋰合金為負(fù)極。由于國內(nèi)的需求并不強(qiáng)烈，加之這種合金生產(chǎn)需安全保護(hù)措施投入較高，故尚未開展此項(xiàng)工作。

高溫鋰離子電池的工作原理

從我們經(jīng)常接觸的樣品來看，大部分電池屬于150℃級(jí)。石油井下用電池，關(guān)鍵在于如何滿足井下高溫環(huán)境的要求，確保電池安全可靠的工作。為了滿足高溫的要求，應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素：⑴電池內(nèi)容物的熱力學(xué)特性⑵電池殼體的力學(xué)性能⑶適應(yīng)于高溫環(huán)境的安全設(shè)計(jì)（抗短路、抗反極、抗充電、抗沖擊、抗振動(dòng)等）⑷適應(yīng)于高溫環(huán)境下的電性能設(shè)計(jì)（正負(fù)極活性物質(zhì)比，電極厚度的選擇，添加劑的選擇等）根據(jù)以上四方面的考慮，建立了一個(gè)數(shù)學(xué)模型。

額定容量：額定容量是指設(shè)計(jì)和制造電池時(shí)，按國家或有關(guān)部門頒布標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或保證電池在一定放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的電量。如電動(dòng)汽車規(guī)定為C/3放電率下放出的容量。

額定儲(chǔ)備容量：國際電工學(xué)會(huì)（IEC）標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定汽車型蓄電池的容量用額定容量和儲(chǔ)備容量表示均可。我國采用額定容量。指不分電池規(guī)格大小，一律以25A電流放電，到終止電壓1.75V時(shí)的放電時(shí)間以分鐘計(jì)。對(duì)規(guī)格不同的電池，規(guī)定不同的放電時(shí)間。

電池的能量是指在一定放電條件下，電池所能給出的電能，通常用Wh表示。

電池的功率是指電池在一定放電條件下，于單位時(shí)間內(nèi)所給出能量的大小，單位為W（瓦）或KW。單位重量電池所能給出的功率稱為比功率，單位W/kg或KW/kg.

充電狀態(tài)SOC（StateOfCharge）：是描述電池荷電狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)，通常把在一定溫度下電池充電到不能再吸收能量的狀態(tài)理解為充電狀態(tài)（SOC）為100%，而將電池再不能放出能量的狀態(tài)理解為充電狀態(tài)（SOC）0%。

從理論上解決了高溫鋰離子電池的設(shè)計(jì)問題，在給定技術(shù)要求的前提下，可以很快用數(shù)學(xué)計(jì)算方法給出初級(jí)設(shè)計(jì)參數(shù)，通過一、二次的電池實(shí)效實(shí)驗(yàn)，可以確定最后的電池設(shè)計(jì)參數(shù)，再經(jīng)過批實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行小的改動(dòng)，即可達(dá)到生產(chǎn)定型的要求。