鉅大LARGE | 點擊量：972次 | 2021年12月16日
未來十年鋰離子電池將處于行業主導地位 探討不同類型的電池及其應用
考慮到未來對儲能的需求，電池的研究勢頭正在增強，而且電池需求不斷提高：到2030年，全球可充電電池的產量將翻一番，從目前的每年750千兆瓦時增加到1500千兆瓦時?！蹲匀荒茉础罚∟atureEnergy）雜志最近發表的一篇有關各種電池類型電池生產的評論文章指出，目前已建立的鋰離子電池（LIB）將在未來幾年主導可充電高能電池市場。
替代電池技術，特別是固態電池，還有鋰硫電池或鋰空氣電池正在深入研究，但尚未實現大規模工業化生產?；谀壳颁囯x子電池的眾多新興產能，采用新的工藝技術、制造環境和技能轉向所謂的后鋰離子電池（PLIBs）將需要數十億美元的投資。
“預計未來10年，鋰離子技術仍將主導高能可充電電池市場。它集能量、功率密度、安全性、耐久性和低成本于一體。此外，目前正在世界范圍內建立的生產設施已經創造了可能使后續技術更難跟上的事實?！钡聡魉固卮髮W（UniversityofMünster）MEET電池研究中心材料副主管RichardSchmuch博士解釋說。他和曼斯特大學化學與藥學系企業管理研究所的FabianDuffner博士以及PorscheConsultingGmbH共同領導了這項分析。與其他電池和生產研究人員一起，他們發現鋰離子電池的生產過程不能以1:1的比例轉移到絕大多數后續技術上。RichardSchmuch博士說，在這里，許多挑戰和高投資等待著新即使的問世。
需要密集的研發活動
只有鈉離子電池的生產在許多工藝步驟上可與鋰離子電池相媲美。然而，由于這種類型的電池提供較低的能源相比，鋰離子電池，它目前并不代表一個前景的大眾市場。而其他后鋰離子電池的生產工藝，如固態電池、鋰硫電池和鋰空氣電池，與鋰離子電池的生產有很大不同：電極制造、電池構造或循環等步驟需要不同的技術、制造環境或機器。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
FabianDuffner博士解釋說：“我們目前既不知道所需的所有大容量機器，也不知道生產鋰離子電池的相關工藝參數。它們的工業化需要密集的研發活動，這些活動的重點是建立新的制造能力和開發新的機器?！贝送?，后鋰離子電池必須在能源、性能、安全等所有關鍵性能參數方面進行全面競爭，耐用性和成本成為大眾市場的替代品。
不同類型的電池及其應用
電池是任何電子無線設備的主要電源，無論是智能手機，筆記本電腦，手表還是遙控器。您能想象沒有這些能源的情況嗎？我們將無法制造任何無線電子設備，而只能依靠有線電源，即使沒有電池也無法實現電動汽車和太空飛行任務。今天，賢集網小編將簡要討論各種類型的電池，其分類，術語和規格。
什么是電池，為什么要使用？
讓我們看看電池和電池之間的基本區別。還讓我們找出為什么我們確實需要電池，為什么我們不能使用交流電源（即，壁式插座的交流電源）代替直流電源。
電池：電池是一種能源，只能輸送非常少量的直流電壓和電流。例如，如果我們使用手表或遙控器中使用的電池，則它可以提供的最大電壓為1.5–3V。
電池：電池的功能與電池的功能完全相同，但是電池是一組電池，以串聯/并聯方式排列，因此可以將電壓升高到所需的水平。電池最著名的例子是用于給智能手機充電的移動電源。如果我們看到了移動電源的內部，我們可以根據需要找到一組串聯/并聯排列的電池。電池串聯排列以增加電壓，而并聯排列以增加電流。
現在為什么直流比交流更受青睞？在大多數便攜式電子產品中，交流電無法存儲在任何地方，直流電可以毫無困難地存儲在任何地方。與直流電相比，即使是交流電造成的損失也更大。因此，DC對于便攜式電子設備是首選的。
處理電池時使用的技術術語
我們不能僅繼續使用電壓和電流來解釋電池的功能，還有一些獨特的術語定義了電池的特性，例如瓦特小時（mAh），C額定值，標稱電壓，充電電壓，充電電流，放電電流，截止電壓，保質期，循環壽命是定義電池性能的幾個術語。
讓我們簡要討論每個術語，
電源容量：
它是存儲在電池中的能量，以瓦特小時為單位
瓦特小時=V*I*小時{由于電壓保持恒定，因此以Ah/mAh為單位測量}
閱讀智能手機的規格時，我們通常會看到電池額定值為2500mAh或4000mAh。這意味著什么？？讓我們來看看
例如：2500mAh，這意味著電池能夠向負載提供2.5A/2500mA的電流1小時。電池連續工作的時間取決于其消耗的負載電流。因此，如果負載僅消耗25mA的電流，則電池可以保持100小時的壽命。如何？
25mA*100小時{所以25mA的電流持續100小時}
同樣250毫安，持續10小時，如此……
盡管理論計算似乎很理想，但是電池的持續時間會根據溫度和電流消耗等而變化。
動力能力：
這意味著電池可以傳送的電流量。也被稱為C級。
從理論上講，它被計算為Ah除以1小時。
示例：讓我們考慮一個具有10000mAh容量的電池。
分頻10000mA小時/1小時后得出10000mA=10A=10C
因此，容量為10000mAh的電池的C額定值為10C，這意味著該電池具有在恒定電壓（固定電壓/額定電壓）下提供10A電流的能力。
如果電池的額定電流為1C，則電池可以提供1A的電流。
注：C額定值越高，可從電池汲取的電流越大。
標稱電壓：
在定義功率容量時，我們有一個稱為Wh的單位，可以細化為V*I*小時，但電壓從何而來呢？由于電池的電壓將是恒定的并且不會變化，因此將其視為標稱電壓（固定電壓）。因此，由于電壓是固定的，因此僅將安培和小時視為單位（Ah/mAh）。
充電電流：
它是可以為電池充電的最大電流，即，如果內置了電池保護電路，則實際上可以施加的最大電流為1A/2A，但500mA仍然是為電池充電的最佳范圍。
充電電壓：
這是應向電池有效充電的最大電壓。最佳/標準充電電壓基本上為4.2V。盡管我們對電池施加5V電壓，但它僅接受4.2V電壓。
放電電流：
它是可以從電池汲取并傳遞到負載的電流。如果負載汲取的電流大于額定放電電流，則電池消耗的電量非?？?，這會導致電池快速發熱，這也會導致電池爆炸。因此，謹慎確定負載消耗的電流量以及電池可以保留的最大放電電流。
保質期：
可能存在電池閑置/密封的情況，尤其是在商店/商店中長時間。因此，保質期決定了電池可以保持通電的時間段，并且應該能夠在額定時間段內使用它。對于非充電電池，主要考慮其保質期，因為它們是使用和扔掉的。對于可充電電池，即使保質期較短，我們仍然可以對其充電。
截止電壓：
可以認為電池已完全放電的電壓，在此電壓下，如果我們仍然嘗試從電池放電，則會損壞電池。因此，超過截止電壓時，應將電池與電路斷開連接并應適當充電。
循環壽命：
假設電池已充滿電，并且已放電至其實際容量的80％，則稱電池已完成一個周期。同樣，電池可以充電和放電的循環次數決定了循環壽命。循環壽命越長，電池的質量越好。但是如果考慮到電池最初已充滿電，如果電池放電到其實際容量的40％，則不能將其視為循環壽命。
功率密度：
它定義了給定體積的電池的功率容量。
例如，100Wh/Kg（堿性電池標準功率密度）表示對于1Kg的化學成分，它提供100Wh的功率容量。
現在，AAA堿性電池的容量為11.5克。因此，如果1Kg可以提供100Wh的容量，那么11.5克AAA電池可以提供多少呢？讓我們計算一下。
Wh（對于11.5gm）=100*11.5/1000=1.15Wh
因此，我們知道堿性電池的標稱電壓為1.5V。因此，它提供1.5V*（1.15/1.5）A*1小時可提供0.76Ah=760mAh的功率，這幾乎等于標準AAA堿性電池的功率。
電池種類
電池基本上分為兩種：
不可充電電池（原電池）
充電電池（二次電池）
不可充電電池
這些電池基本上只能用作一次電池，因為它們只能使用一次。這些電池無法充電并再次使用。讓我們來看看我們看到的常規的日常生活一次電池。
堿性電池：它基本上由鋅（Zn）和二氧化錳（MnO2）的化學組成構成，因為其中使用的電解質是氫氧化鉀，它純粹是堿性物質，因此被稱為具有功率密度的堿性電池100Wh/Kg。
堿性電池
優點：
循環壽命更長
為便攜式設備加電時更兼容，更高效。
保質期更長。
體積小。
高效。
內部電阻低，空閑狀態下的放電狀態少。
泄漏率低。
缺點：
成本有點高。除此之外，一切都是優勢。
應用范圍：
它可以用于手電筒，遙控器，掛鐘，小型便攜式設備等。
紐扣電池：線圈電池的化學成分在本質上也是堿性的。除了堿性成分外，還將使用鋰和氧化銀化學物質來制造這些電池，這些電池在提供如此小的尺寸時更有效地提供穩定和穩定的電壓。它的功率密度為270Wh/Kg。
紐扣電池
優點：
重量輕
體積小
高密度
低成本
高標稱電壓（最高3V）
串聯即可輕松獲得高壓
保質期長
缺點：
需要持有人
低電流消耗能力
應用范圍：
用于手表，掛鐘，微型電子產品等。
可充電電池
這些通常稱為二次電池，可以充電并可以重復使用。盡管成本很高，但是它們可以充電和重復使用，并且在正確使用和安全充電的情況下使用壽命很長。
鉛酸電池
它由鉛酸組成，鉛酸非常便宜，主要在汽車和車輛中使用，以驅動其中的照明系統。這些在尺寸/空間和重量均無關緊要的產品中更為可取。這些帶有標稱電壓，起始電壓為2V至24V，最常見的是2V，6V，12V和24V電池。它的功率密度為7Wh/Kg。
鉛酸電池
優點：
成本便宜
輕松充電
高功率輸出能力
缺點：
非常重
占用空間大
功率密度很低
應用范圍：
用于汽車，UPS（不間斷電源），機器人技術，重型機械等。
鎳鎘電池
這些電池由鎳和鎘的化學成分制成。盡管這些電池很少使用，但與鎳氫電池相比，它們非常便宜且放電率非常低。這些具有所有標準尺寸，例如AA，AAA，C和矩形。標稱電壓為1.2V，通常以3組一組的形式連接在一起，可提供3.6V。它的功率密度為60Wh/Kg。
鎳鎘電池
優點：
成本便宜
充電方便
可在所有環境中使用
提供所有標準尺寸
缺點：
較低的功率密度
含有有毒金屬
為了避免晶體在電池板上生長，需要非常頻繁地充電。
應用范圍：
用于遙控玩具，無繩電話，太陽能燈，主要用于價格很重要的應用中。
鎳氫電池
鎳金屬氫化物電池比鎳鎘電池更可取，因為它們對環境的影響較小。它的標稱電壓為1.25V，高于鎳鎘電池。它的標稱電壓低于堿性電池，并且由于其可用性和對環境的影響較小，因此可以很好地替代它們。鎳氫電池的功率密度為100Wh/Kg。
鎳氫電池
優點：
提供所有標準尺寸。
高功率密度。
易于充電。
具有幾乎所有相似之處且可充電的堿性替代品。
缺點：
自放電率很高。
比鎳鎘電池貴。
應用范圍：
用于所有類似于堿性和鎳鎘電池的應用。
鋰離子電池
它們由鋰金屬制成，是可充電技術中的最新技術。由于它們尺寸緊湊，因此可用于需要高功率規格的大多數便攜式應用中。這些是市面上最好的充電電池。它們的標稱電壓為3.7V（最常見的是3.6V和7.2V），并且具有各種功率容量范圍（從100smAh到1000smAh開始）。甚至C級額定值從1C到10C，鋰離子電池的功率密度也為126Wh/Kg。
鋰離子電池
優點：
重量很輕。
高C級。
功率密度很高。
電池電壓高。
缺點：
這些有點貴。
如果端子短路，則電池可能會爆炸。
需要電池保護電路。
這些也稱為鋰離子聚合物可充電電池，因為它使用高電導率的聚合物凝膠/聚合物電解質代替液體電解質。這些屬于鋰離子技術。這些有點貴。但是，與鋰離子電池相比，該電池受到了高度保護。它的功率密度為185Wh/Kg。
鋰電池
優點：
與鋰離子電池相比，它們具有很高的保護性。
重量很輕
與鋰離子電池相比，結構薄。
與鎳鎘和鎳氫電池相比，功率密度，標稱電壓相對較高。
缺點：
昂貴。
如果連接錯誤，可能會爆炸。
請勿彎曲或暴露于高溫下，否則可能導致爆炸。
應用范圍：可用于需要充電優勢的所有便攜式設備，例如無人機，機器人，遙控玩具等。
