钜大LARGE | 点击量：980次 | 2021年05月20日
18650锂离子电池有什么优势?18650锂离子电池的工作原理是什么
一、18650锂离子电池的优点
一般认为将锂离子电池的空载电压放到3.0V以下就认为电用完了（具体值要看电池保护板的门限值，比如有低到2.8V，也有3.2V的）。大部分锂离子电池放电不能将空载电压放到3.2V以下的，否则过度放电会损害电池（一般市场上的锂离子电池基本都是带保护板才使用的，因此过度放电还会导致保护板检测不到电池，从而无法给电池充电）。
4.2V是电池充电的最高限制电压，一般认为将锂离子电池的空载电压充到4.2V就认为电充满了，电池充电过程中，电池的电压在3.7V逐渐上升到4.2V，锂离子电池充电不能将空载电压充到4.2V以上的，否则也会损害电池，这就是锂离子电池特殊的地方，一般来讲，18650锂离子电池具有以下的优点。
1、使用范围广
笔记本电脑、对讲机、便携式DVD，仪器仪表、音响设备、航模、玩具、摄像机、数码照相机等电子设备。
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%
2、串联
可串联或并联组合成18650锂离子电池组。
3、内阻小
聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小，国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35m以下，极大的减低了电池的自耗电，延长手机的待机时间，完全可以达到与国际接轨的水平。这种支持大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想选择，成为最有希望替代镍氢电池的产品。
4、没有记忆效应
在充电前不必将剩余电量放空，使用方便。
5、电压高
18650锂离子电池的电压一般都在3.6V、3.8V和4.2V，远高于镍镉和镍氢电池的1.2V电压。
6、安全性能高
18650锂离子电池安全性能高，不爆炸，不燃烧；无毒，无污染，经过RoHS商标认证；各种安全性能一气呵成，循环次数大于500次；耐高温性能好，65度条件下放电效率达100%。为防止电池短路现象，18650锂离子电池的正负极是分开的。所以它发生短路现象的可能已经降到了极致。可以加装保护板，防止电池过充过放，这样还能延长了电池的使用寿命。
7、使用寿命长
18650锂离子电池的使用寿命很长，正常使用时循环寿命可达500次以上，是普通电池的两倍以上。
8、容量大
18650锂离子电池的容量一般为1200mah~3600mah之间，而一般电池容量只有800左右，假如组合起18650锂离子电池来成18650锂离子电池组，那18650锂离子电池组是随随便便都可以突破5000mah的。
二、18650锂离子电池比较聚合物电池
所谓聚合物锂离子电池是指使用了聚合物作为电解质的锂离子电池，具体来分又分为半聚合物与全聚合物两种。半聚合物是指在隔离膜上涂一层聚合物（一般是PVDF），使电芯的粘合力更强，电池可以做得更硬，其电解质仍然是液态电解液。而全聚合物是指使用聚合物在电芯内部形成凝胶网络，然后再注入电解液形成电解质。虽然全聚合物电池仍然要使用液态电解液，但用量要少很多，这对锂离子电池的安全性能有极大的提高。据笔者所知，现在只有SONY在量产全聚合物锂离子电池。
从另一个方面来说，聚合物电池是指使用铝塑包装膜作为外包装的锂离子电池，也就是俗称的软包电池。这种包装膜由三层构成，分别是PP层、Al层与尼龙层，由于PP与尼龙是聚合物，所以这种电芯被称为聚合物电池。
1、价格更低
18650的国际价格大约在1USD/pcs，按照2Ah来计算的话大约合3RMB/Ah。而聚合物锂电的价格，低端的山寨厂在4RMB/Ah，中端的在5~7RMB/Ah，中高端的在7RMB/Ah以上。像ATL、力神这种的，一般都能卖到10RMB/Ah左右，而且你单小了人家还不愿意接。
2、不可定做
SONY一直想把锂离子电池做成像碱性电池相同，有一定的工业标准，就像5号电池、7号电池，全世界基本上都相同。但由于锂离子电池的一大优点就是可以根据客户的需求进行外形设计，不可能有一个统一的标准，所以到现在锂离子电池工业界基本上只有18650这一个标准型号，其他的都是根据客户需求进行设计的。
3、安全性差
我们了解锂离子电池在极端情况下（如过充、高温等），内部会发生剧烈的化学反应，出现大量的气体。18650电池使用的是金属外壳，有一定的强度，当内部气压达到一定的时候钢壳会破裂爆炸，发生极恐怖的安全事故。
这也是为何测试18650电池的房间一般都必须用层层保护，而且测试时绝对不能进人。聚合物电池就不存在这个问题，即使同样在极端情况下，由于包装膜强度较低，只要气压稍高就会破裂，不会出现爆炸，最最恶劣的情况就是燃烧。所以从安全性上来说聚合物电池要优于18650电池。
4、能量密度低
一般的18650电池容量能做到2200mAh左右，这样算下来能量密度大约在500Wh/L，而聚合物电池的能量密度现阶段量产量够接近600Wh/L。
但聚合物电池也有自己的缺点。重要是成本较高，由于可以按照客户需求设计，这里面的研发成本就要算进去。而且外形多变、种类繁多，导致在制造过程中各种工装夹具是非标准件，也相应的新增了成本。聚合物电池本身的通用性差，这也是灵活设计带来的，往往为了那么1mm的差别就要重新为客户设计一款。
三、18650锂离子电池的应用
在能源电池行业锂二次电池的应用得益于其优越的性能。随着锂二次电池技术的不断发展，已广泛的应用于我们的日常生活中；多次使用的充电电池越来越受到消费者的青睐。关注能源电池行业、充分认识电池进而让我们做到为我所用，目前18650锂离子电池在下面的领域有一定的应用。
1、储能类
重要应用于基站电源、清洁能源储能、电网电力储能、家庭光储系统等。
2、动力类
重要指电动交通工具，电动自行车、新能源汽车等。
3、数码类
手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、MP3/MP4、耳机、充电宝、航模、移动电源等。
四、18650锂离子电池分类
18650锂离子电池生产均要有保护线路，防止电池被过充过放电。当然这个关于锂离子电池来说都是必须的，这也是锂离子电池的一个通弊，因为锂离子电池采用的材料基本都是钴酸锂材料，而钴酸锂材料的锂离子电池不能大电流放电，安全性较差，从分类上来看，18650锂离子电池的分类可以通过下面的方式来进行分类。
1、按电池实用性能分类
功率型电池和能量型电池。能量型电池以高能量密度为特点，重要用于高能量输出；功率型电池以高功率密度为特点，重要用于瞬间高功率输出、输出的电池。而功率能量型锂离子电池是伴随着插电式混合动力车的出现而出现的。它要求电池储存的能量较高，可以支持一段距离的纯电行驶，也要具备较好的功率特性，在低电量的时候进入混合动力模式。
简单理解，能量型类似于马拉松选手，要有耐力，就是要求高容量，对大电流放电性能要求不高；那么功率型就是短跑选手，拼的是暴发力，但耐力也要有，不然容量太小就跑不远。
2、按电解质材料分
锂离子电池分为液态锂离子电池（LIB）和聚合物锂离子电池（PLB）。
液态锂离子电池使用液体电解质（目前动力用电池多为此种）。聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替，这种聚合物可以是干态的，也可以是胶态的，目前大部分采用聚合物凝胶电解质。有关固态电池，严格意义上的是指电极和电解质均为固态的。
3、按产品外观分类
分为：圆柱、软包、方形。
圆柱和方形外包装多为钢壳或者铝壳。软包外包装为铝塑膜，其实软包也是一种方形，市场上习惯将铝塑膜包装的称为软包，也有人将软包电池称为聚合物电池。
关于圆柱形锂离子电池，其型号一般为5位数字。前两位数字为电池的直径，中间两位数字为电池的高度。单位为毫米。例如18650锂离子电池，它的直径为18毫米，高度为65毫米。
4、按极片材料分类
正极材料：磷酸铁锂离子电池（LFP）、钴酸锂离子电池（LCO）、锰酸锂离子电池（LMO）、（二元电池：镍锰酸锂/镍钴酸锂）、（三元：镍钴锰酸锂离子电池（NCM）、镍钴铝酸锂离子电池（NCA））。
负极材料：钛酸锂离子电池（LTO）、石墨烯电池、纳米碳纤维电池。
有关市场上的石墨烯概念，重要是指石墨烯基电池，即在极片中加入石墨烯浆料，或在隔膜上加入石墨烯涂层。镍酸锂、镁基电池市场上基本不存在。
五、18650锂离子电池的充放电
按工业标准来说，关于锂离子电池，一般标称的容量是最小容量，这个容量是一批电池中，在25度室温条件下，先以cc/cv0.5c充满，并静置一段时间后（一般是12小时）。以0.2c电流恒流放电放电至3.0v（也有标准是2.75V，不过影响不大，3v到2.75v下降的很快没多少容量的），所放出的容量值，由于一批电池肯定有个体差异，实际放出容量最低的那个电池的容量值。也就是是说，这一批任何一个电池实际容量都应该大于或等于标称容量。
1、18650锂离子电池的充电过程
有些充电器使用廉价的方法实现的，在控制精度上不够好，容易造成电池充电异常，甚至损坏电池。选购充电器的时候尽量选择大品牌的18650锂离子电池充电器，质量和售后有保证，延长电池的使用寿命。品牌保障的18650锂离子电池充电器拥有四重保护：短路保护、过流保护、过压保护、电池反接保护功能等。过充电保护：当充电器对锂离子电池过充电时，为防止因温度上升所导致的内压上升，需终止充电状态。
为此，保护器件需监测电池电压，当其到达电池过充电压时，即激活过充电保护功能，中止充电。过放电保护：为了防止锂离子电池的过放电状态，当锂离子电池电压低于其过放电电压检测点时，即激活过放电保护，中止放电，并将电池保持在低静态电流的待机模式。过电流及短路保护：当锂离子电池的放电电流过大或短路情况出现时，保护器件将激活过电流保护功能。
锂离子电池充电控制是分为两个阶段的，第一阶段是恒流充电，在电池电压低于4.2V时，充电器会以恒定电流充电。第二阶段是恒压充电阶段，当电池电压达到4.2V时，由于锂离子电池特性，假如电压再高，就会损坏，充电器会将电压固定在4.2V，充电电流会逐步减小，当电流减小到一定值时（一般是1/10设置电流时），切断充电电路，充电完成指示灯亮，充电完成。
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。
2、18650锂离子电池的充电原理
锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。
同样道理，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，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，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。
不难看出，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。假如我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。
六、18650锂离子电池为何有爆炸历史
18650电池绝大多数使用钢壳封装，质量不过关的电池由于没有保护功能，在过充（过度充电）的情况下，会使其内部压力骤增，当超过承受值时，便会爆炸。而短路、温度过高或电池被挤压变形甚至刺穿等问题都可能会引起电池爆炸。
经过30年的发展，18650电池制备工艺已经非常成熟，除了性能有了极大提升之外，其安全性也非常完善。为了防止密封的金属外壳发生爆炸，现在18650电池都会在顶部配有一个安全阀，安全阀是每一颗18650电池的标配，也是最重要的一道防爆屏障。
当电池内部压力过大时，其顶部安全阀会开启排气减压，防止爆炸。但是，当安全阀开启之后，电池内部泄露出的化学物质在高温的条件下会与空气中的氧气发生化学反应，仍然有可能出现起火的情况。另外，现在部分18650电池还自带保护板，具有过充过放和短路保护等功能，安全性能十分高。
而此前发生的移动电源爆炸事件，全部是因为无良厂家为节省成本使用不合格的劣质18650电池，甚至是二手废电引起的。目前各大电池厂商如松下、索尼、三星等等生产的18650电池其实是非常安全的，而且18650电池使用率非常高，我们在日常使用时能够做到正确的使用以及防止电池短路，受损或温度过高，完全不用担心电池会爆炸。我们不能一竹竿打翻一船人，以个别劣质产品来定性18650的安全性。
总结：其实关于锂离子电池来讲，会出现爆炸原因也是可以理解的，毕竟在以前的时候，关于这种稳定性的把握不会那么厉害，但是18650作为一种性能比较性非常高的锂离子电池，其应用肯定会越来越广泛的，毕竟目前关于这种不可或缺的电池来讲，18650锂离子电池是最好的一个选择。
随着PL880的发售,18650锂离子电池也真正走进了(德生)收音机爱好者的生活.因为锂离子电池与以前惯用的锌电池、碱电池、镍电池不相同,所以我们不能把以前的那一套原封不动地用到锂离子电池上.假如您是一位追求技术进步、爱惜物品、愿意折腾、愿意多花点时间把东西用好的朋友,就请进来交流一下。要是您觉得个把电池无所谓,那就不用往下看了,留点时间去做更加有意义的事好了,我不是上帝,管不了那么多。
一18650锂离子电池
@规格
首先,18650是锂离子电池的众多规格之一种,表示它是直径18mm、长度65mm的0柱形电池。其他还有14500(AA/五号)、10440(AAA/七号)、32600(D/一号)等等规格。要注意的是,18650也有镍氢(Ni-HM)电池,购买时要问清楚是锂(Li/Lion)才好。有一些前缀或后缀如RC18650,这是表示该电池外壳制造材质的不同,关系不大就不细说了(其实是忘了...)。
上述18650的规格是指工业裸电芯而言,假如是带品牌出售的电池,一般会加上电池保护板,因为是二次加工,其外形会加长2-4mm、外径会增粗0.5-1mm,假如在一些比较紧凑的电池仓里使用就要注意了。
@选购
我们在市场上能买到无数种电池,假如不明白这里面水有多深,那您的人生就是在不断地上当中度过的了。比较常见和常用的18650牌子有进口的三洋(半透明红色外套膜)、松下(绿色亚光或蓝色套膜、印有说明文字、正极有黑色条纹标志)、索尼(半透明绿色套膜)、三星(肉色套膜)、国产的德朗能、金钢、比克等等,这些品牌只供应工业裸电芯,从来没有卖过带保护板的通用18650电池,其他品牌的通用电池都是添加保护板、贴上自己的品牌出售的(与工业电池不同,通用的锂离子电池产品必须带有保护板才能在正规市场销售,这是强制规定)。
有关18650电芯的容量,据我了解的暂时来说最大容量是松下生产的单节3800mAH,比较通用的是三洋浅蓝头2600mAH,假如你买到了什么神火3000mAH、4800mAH...那赶紧扔了吧,虚标容量是小事,随时变身炸弹才是大事,甚至有的M、m不分,标****MAH--兆安时,你以为是火星叔叔带来的咩?!
这里特别说一下神火电池,神火源自美国名牌SureFire手电(其实人家SF从来没用过18650电池),后来香港传过来一个品牌UltraFire,接下来国内的山寨就涌出来各种****Fire,这些山寨火绝大多数都是用收废品收来的报废电芯二次加工做出来的,假如你运气好,还能碰上正规的电芯(虽然是报废或准备报废),也就是寿命短罢了,假如是其他不知什么来路的电芯,那就危险得很了,因为这些电芯没有正规的安全装置,甚至有的是用个壳子里面再套一个小电池拼搭出来的,所以,不要因为卖到什么外星科技超高容量而沾沾自喜,小心阎罗王问你怎么死的都只能说不了解。
劣质电池用在收音机这种小电流设备上,一般体现不出其劣在哪里,也就是使用时间的长短而已,但是不能因为能用就用,这是很不安全的东西,尤其是当你的充电器也不怎么样的时候。至于使用时间的长短,在同一台设备上,假如电池A比另一颗电池B用的时间长,这并不能就说A比B好,因为这里涉及到电池内阻的问题--我们不要了解电池内阻是神马南北,只要了解电池内阻大的电池不能大电流放电就够了--比如,内阻正常的电池B容量3000mAH,假如持续3A放电,它只能撑一个小时;而内阻超大的电池A容量只有1000mAH,但是内阻却把它的放电电流限制在200mA,那它就能使用五个小时。也许您认为收音机本来就是小电流用电器无所谓,那您又错了--内阻过大的话,电池老人家离马大胡子就不远了。
老实说选购好电池没有什么秘诀,唯有实测,也没有什么一定能买到好的捷径,也唯有实测,就算是前辈推荐,也得先看清楚那前辈是不是居心叵测。
二锂离子电池的使用
比起其他电池,锂离子电池有容量大、放电电流大、无记忆效应、体积小重量轻等优点,但是也有怕过充过放等缺点,所以除了要求充电、用电设备有完善的电池管理之外,电池本身也可以添加保护板,一个功能完善的锂离子电池保护板,应该包括最高电压限制、最低电压限制、充放电电流限制、短路保护、温度保护等,在市售的成品锂离子电池里,最低档的也至少会有一项限流,以提高安全系数,因为正规的18650锂电有一个特点,在正极帽底下有一个安全阀,遇到极限情况内部气体会把安全阀顶开泄压,相比较较安全(某些山寨则会把这个安全阀重新压回去甚至封死再次使用,安全阀也就失去用途了)。
在实际使用中,我们应该尽量防止对锂离子电池过充过放,这对锂离子电池来说是不可逆转的致命伤,不要以为带保护板的电池就可以高枕无忧,我曾经说过:保护板是电池的最后一道保障,就像一个被的美女,只剩那条,再能保护也有限了。国产保护板通常会把低压保护设定在2.5V左右(因为这样可以最大限度的延长放电时间),锂离子电池的极限低压是2.3V,安全低压不应该低于3V,在很多进口用电器里会把锂离子电池的低压保护设在3.3-3.5V,这样看似一次放电时间稍短,但是对总体寿命却是大有好处。这里还涉及到放电电流的问题,在大电流放电时超过低压会比小电流放电超过低压的伤害要小,收音机属于小电流用电器,所以,使用中最好留意一下电池电压,不要过放,也尽量不要用到保护板动作,假如把锂电用到0V,多数救不回来,少数能救回来也折寿了。把电池用尽的做法其实来自镍镉电池,意思是防止记忆效应,但是锂离子电池的记忆效应比镍氢电池都小得多,更不用说镍镉了,可以忽略不计,所以,不要把老观念用在新电池上。
不熟悉的人可能会觉得锂离子电池很可怕,其实锂离子电池没那么可怕,只要你别碰山寨货,就会安全得多,当然品牌货也有出事的时候,但是不能因噎废食,几个亿造出来的大灰机都能掉下来还有什么是绝对安全的?你天天把块锂离子电池顶在脑门上说话又没见你怕过!
三锂离子电池的充电
现在认为比较正确的锂离子电池充电算法是测电池电压--3V以上(假如低于3V则小电流充电至3V)--正常充电--充电至4.2V(允许误差5%)或充电电流低于0.01C--截止。一个真正智能的充电器,重要就表现在开始时是否根据电池电压自动调整电流,和充满后是否截止。更完善的充电器还会在判断是否充满时附加温度监测、时间监测、电流监测等,三星座充这方面做的很不错,喜欢的可以折腾一下,但是四小时限制的问题没有太完美的解决办法。
常见充电方法
@高压充电:这种充电方法没有专门的控制电路,直接用5V电源头(或者串一个二极管降压)对带有保护板的电池充电,完全依赖保护板的高压限制。特点是开始时电流很大,然后逐渐降低,随时浮充;会炸的多数是这种,常见于低档插卡MP3等,高档的买不起,不了解--我不敢说这么贵的机子应该有充电电路这种话--应该的事很多,应该做却没有做的事更多;
@恒压充电:这个方法跟上一个差不多,恒压其实是限压,设定一个相对精确的最高电压,然后就往那个电压死充,不到4.2V誓不休,江湖人称傻充,这种充电器假如把截止电压做得很精确倒罢了,偏低反而安全,假如偏高了还得依赖保护板,至于裸电池就自求多福吧。常见于现在的手机万能充和手电直充,这种充电器成本不到一块钱,全由劣质零件拼搭而成,淘宝零售价从2.00到15.00不等,能用多长时间看你人品了,假如您经常扶老人过马路可能会用得久一点,看贴不顶的可能插上就冒烟了;
@恒流充电:这个方法还是源于上一个和上上一个电路,只不过对最高充电电流作了限制,恒流恒压其实是限流限压,算傻充的儿子--傻是会遗传的--所以还是个傻子,这种电路比较流行,如南孚、和鑫宇之流,充满之后不完全截止,改以涓流浮充--现在认为长时间的小电流充电是造成电池胀气的原因之一;
@智能充电:这是现在认为比较理想的充电管理方法,遵循本节开头所说的充电算法,集成在一块很小的贴片IC中,外围电路简单,稳定可靠,比如TP4054/4055/4056/4057、TP4002/5000、MAX1879等等。这种芯片的重要特点是在判断是否充满时会同时监控电压和电流,4.2V停充,或者充电电流小于0.01C(通常是50mA左右)停充;在充满后完全截止,没有涓流浮充,但随时监测电压,假如电池电压下降到一定值再开始充电;
四锂离子电池的保存
据说有人专门做过实验,完全充满的锂离子电池静置一年后,其总容量会下降20%;而充到40%的锂离子电池在静置一年后总容量只下降5%。长期不用的锂离子电池可以充电到50%左右,低温(如冰箱冷藏室)保存,信不信由你啦。
电池本身会有一定的自漏电,保护板也会有微安级的耗电,所以在长期保存中,要定期测量电压,补充充电。
