钜大LARGE | 点击量:949次 | 2019年06月20日
手机电池为什么用一段时间后变得不耐用了
本世纪初以来,锂电池生产与研究获得了非常大的突破,因其拥有的诸多良好优点,如放电电压稳定,自放电率低,工作温度范围宽,无记忆效应,储存寿命长,重量轻,体积小等特点,已经慢慢地代替了传统的镍镉蓄电池及铅酸蓄电池,在社会生产和生活的应用领域越来越宽,变成了目前主流的动力电池。因为在锂电池内部,其化学反应非常复杂,在人们不断完善电池自身性能的同时,也在对电池的管理技术及使用进行不断的研究,以增加电池使用寿命,提高电池效率,最大地发挥电池性能。
电池管理系统(BatteryManagementSystem,BMS),它涉及微电脑技术及检测等技术,实施动态地监控电池单元及电池组的运行状态,能够准确地计算电池的剩余电量,对电池实施充放电保护,促使其处在最佳工作状态,降低运行成本,提高使用寿命。本文综合了国内外的一些先进成果,设计并实现了一种新的锂电池管理系统。本管理系统结构采用模块化、分布式的设计,系统包含2级的控制结构,即本地测量模块与中央处理模块。其中,中央处理模块主要的功能为利用RS232接口和上位机实施通信,以CAN总线网络形式进行和本地测量模块连通;本地测量模块主要的功能为数据采集(主要为温度、电流及电压的数据采集),充放电控制,电量测量,单个电池均衡及利用CAN总线技术与中央处理模块通信等。
数码产品的用户们发现,随着时间的推移,电池容量总会损耗掉一些。虽然刚买来时的续航表现还不错,但经历2年频繁的充放电之后,它就完全是两个样了。好消息是,美国能源部的科学家们,最近似乎搞清楚了导致电池“缩容”的其中一种机理,未来有望想出应对的策略。在一颗常见的锂离子可充电电池中,锂离子可以在阴阳两极的电解液中穿行,从而产生为设备供能的电流。而所谓的容量,可简单理解成电池中(在充放电时)来回跑的锂离子体积。
美国能源部的这项研究发现,组成电池电极的材料经常会破裂分解,使得某些金属离子(这里特指锰元素)可以自由浮动并跑到相反的电极那,然后困陷住锂离子。
随着时间的推移,越来越多的锂离子不能投入正常工作(被锁住),电池的容量也因此而逐渐降低,最终导致无法继续提供理想的续航时间。
研究论文合著者DanielAbraham解释到:“这与电极上锰元素的管理、以及被困住的锂离子数量有着严格的相关性。不过现在,我们已经知晓了幕后的这种机制,将来会找到办法去克服它”
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