锂电池研发

介绍

简单来说，锂离子电池是指在两种材料之间传递锂离子的具有负极（阳极）和正极（阴极）的电池。锂离子在放电过程中从阳极移动到阴极，并自行沉积（嵌入）到由锂和其他金属组成的正极中。在充电期间，这个过程是相反的。

在电池内部，有许多层阳极和阴极，中间有一个隔板。在两块板之间，还有一种电解质溶液，通常是与液体溶液混合的 LiPF6。这种材料组合可以堆叠（棱柱形电池）或缠绕成螺旋形（圆柱形电池）。细胞的大小和形状各不相同；有些装在塑料中，有些装在铝制外壳中。外壳取决于他们要进入的环境，大小取决于应用程序所需的容量。

每个锂离子电池都有一个可以运行的安全电压范围。这个范围取决于电池中使用的化学成分。例如，充电状态 (SOC) 为 0% 时的 LFP 电池为 2.5V，而 SOC 为 100% 时为 3.6V。这被认为是该电池的安全工作范围。低于规定的 2.5V SOC 会导致电极退化。这被认为是过度放电。如果电池反复过度放电，可能会导致许多问题，从而永久损坏电池。过度充电也是如此，超过规定的 100% SOC。这两个故障导致电池制造商开发安全装置和功能。

电池通常由许多相互协同工作的电池组成。让我们考虑一个标称电压为 3.2V、容量为 100 Ah 的 LFP 电池。大多数应用都需要更高的电压和容量，如何做到这一点？为了提高电池的电压，必须串联多个电池。为了增加容量，电池必须并联。例如，假设我们想要一个容量为 300 Ah 的 12V 电池。对于给定的 LFP 电池，我们需要 4 个串联电池和 3 个并联模块。这将产生一个容量为 300 Ah 的 12.8V 系统。

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