钜大LARGE | 点击量：4866次 | 2021年04月12日
电动汽车在充电时电压是不是在变化，那输出端的电压是不是也在变呢？
电动汽车蓄电池在充电的时候，电池的电压呈上升状态。可以理解为电池电压在变化。而充电器输出端电压是否在变化，重要取决于充电器。不同充电器充电策略也是不相同的，例如恒压限流方式，恒流限压方式。
恒压限流的充电器(单块电池)，输出电压在14左右，电池充电时电压会上升，而此时电流是限定的，电池电压上升到设定值14-14.4V时充电结束，可以认为充满电。这个充电过程，充电器两端的电压始终是恒定的。汽车上的发电机也是如此的原理，最高输出电压在14-14.4V左右，电流没有限定。因此充电初期电流会特别大，某些汽车发电机皮带过松以后，启动车辆就会听到发电机皮带打滑的吱吱声，这就是因为初期充电电流大，此时发电机要高功率输出。
恒流限压的充电器充电时输出电压是不断变化的，恒流充电对蓄电池寿命影响最小，一般的智能充电器都采用此种策略。充电时为了保证电瓶电流恒定，电池两端电压是变化的，电池电压上升充电器电压也会上升，当上升到设定电压时，充电器电压便停止升高。此时充电电流会低于设定电流。
锂离子电池(Li-ionBatteries)是锂离子电池发展而来。所以在介绍Li-ion之前，先介绍锂离子电池。举例来讲，纽扣式电池就属于锂离子电池。锂离子电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是锂。电池组装完成后电池即有电压，不需充电。这种电池也可以充电，但循环性能不好，在充放电循环过程中，容易形成锂枝晶，造成电池内部短路，所以一般情况下这种电池是禁止充电的。
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离子电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
20世纪90年代初，日本Sony能源开发公司和加拿大Moli能源公司分别研制成功了新型的锂离子蓄电池，不仅性能良好，而且对环境无污染。随着信息技术、手持式机械和电动汽车的迅猛发展，对高效能电源的需求急剧上升，锂离子电池已成为目前发展最为迅速的领域之一。
02
锂离子电池的结构及原理
锂离子电池的重要组成：
（1）正极活性物质重要指钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂等，导电集流体一般使用厚度在10--20微米的铝箔；
（2）隔膜一种特殊的塑料膜，可以让锂离子通过，但却是电子的绝缘体，目前重要有PE和PP两种及其组合。还有一类无机固体隔膜，如氧化铝隔膜涂层就是一种无机固体隔膜，；
（3）负极活性物质重要指石墨、钛酸锂、或近似石墨结构的碳材料，导电集流体一般使用厚度在7-15微米的铜箔；
（4）电解液一般为有机体系，如溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，另有些聚合物电池使用凝胶状电解液；
（5）电池外壳重要分为硬壳（钢壳、铝壳、镀镍铁壳等）和软包（铝塑膜）两种。
当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。这就要一个电极在组装前处于嵌锂状态，一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。
做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物，包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz(x=0.4～0.6，y=0.6～0.4，z=(2＋3x＋5y)/2)等。
电解质采用LiPF6的乙烯碳酸脂（EC）、丙烯碳酸脂（PC）和低粘度二乙基碳酸脂（DEC）等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系。
隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜，尤其是PP/PE/PP三层隔膜不仅熔点较低，而且具有较高的抗穿刺强度，起到了热保险用途。
外壳采用钢或铝材料，盖体组件具有防爆断电的功能。
基本工作原理
当对电池进行充电时，正极的含锂化合物有锂离子脱出，锂离子经过电解液运动到负极。负极的炭材料呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。
当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），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。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。这就像一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就在摇椅两端来回运动。所以锂离子电池又叫摇椅式电池。
充放电机理
锂离子电池的充电过程分为两个阶段：恒流充电阶段和恒压电流递减充电阶段。
锂离子电池过度充放电会对正负极造成永久性损坏。过度放电导致负极碳片层结构出现塌陷，而塌陷会造成充电过程中锂离子无法插入；过度充电使过多的锂离子嵌入负极碳结构，而造成其中部分锂离子再也无法释放出来。
锂离子电池保持性能最佳的充放电方式为浅充浅放。一般60%DOD是100%DOD条件下循环寿命的2~4倍。
