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          行業(yè)人士為你解析在電池設(shè)計(jì)中的幾大基礎(chǔ)知識(shí)

          作者: 時(shí)間:2013-11-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          的目的和基本原則

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/227843.htm

          就是根據(jù)儀器設(shè)備的要求,為其提供具有最佳使用性能的工作電源或動(dòng)力電源。因此,首先必須滿足用電器的使用要求,并進(jìn)行優(yōu)化,使其具有最佳的綜合性能,以此來確定電池的電極、電解液、隔膜、外殼和其它零部件的參數(shù),并將它們合理搭配,制成具有一定規(guī)格和指標(biāo)的電池或電池組。

          電池的設(shè)計(jì)要求

          電池設(shè)計(jì)是為滿足對(duì)象(用戶或儀器設(shè)備)的要求進(jìn)行的。因此,在進(jìn)行電池設(shè)計(jì)前,首先必須詳盡地了解對(duì)象對(duì)電池性能指標(biāo)及使用條件的要求,一般包括以下幾個(gè)方面:

          電池的工作電壓;

          電池的工作電流,即正常放電電流和峰值電流;

          電池的工作時(shí)間,包括連續(xù)放電時(shí)間,使用期限或循環(huán)壽命;

          電池的工作環(huán)境,包括電池工作時(shí)所處狀態(tài)及環(huán)境溫度;

          電池的最大允許體積。

          同時(shí)還應(yīng)考慮: 材料來源;電池性能;電池特性的決定因素

          電池工藝;經(jīng)濟(jì)指標(biāo);環(huán)境問題等方面的因素;

          電池性能的主要指標(biāo):

          電池性能一般主要通過以下幾個(gè)方面來評(píng)價(jià):

          ( 1 )容量:電池容量是指在一定放電條件下,可以從電池獲得的電量,即電流對(duì)時(shí)間的積分,一般有 Ah 或 mAh 來表示,它直接影響到電池的最大工作電流和工作時(shí)間。

          ( 2 )放電特性和內(nèi)阻 電池的放電特性是批電池在一定的放電制度下,其工作電壓的平穩(wěn)性,電壓平臺(tái)的高低以及大電流放電性能等,它表示電池帶負(fù)載的能力。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和電化學(xué)極化內(nèi)阻,大電流放電時(shí),內(nèi)阻對(duì)放電特性的影響尤為明顯。

          ( 3 )工作溫度范圍 有電器的工作環(huán)境和使用條件要求電池在特定的溫度范圍內(nèi)具有良好的性能。

          ( 4 )貯存性能 電池貯存一段時(shí)間后,會(huì)因某些因素的影響使性能發(fā)生變化,導(dǎo)致電池自放電;電解液泄漏;電池短路等。

          ( 5 )循環(huán)壽命(二次電池) 循環(huán)壽命是指二次電池按照一定的制度進(jìn)行充放電,其性能減到某一程度(例如,容量初始值的 60% )時(shí)的循環(huán)次數(shù)。

          ( 6 )內(nèi)壓和耐過充性能(二次電池) 對(duì)于 Ni-Cd,MH-Ni 等密封型二次電池,大電流充電過程中電池內(nèi)部壓力能否達(dá)到平衡,平衡壓力的高低,電池耐大電流過充性能等都是衡量電池性能優(yōu)劣的重要指標(biāo),如果電池內(nèi)部壓力達(dá)不到平衡或平衡壓力過高,就會(huì)使電池限壓裝置(如防爆球)開啟而引起電池泄氣或漏液,從而很快導(dǎo)致電池失效。如果限壓裝置失效,則有可能會(huì)引起電池殼體開裂或爆炸。

          電池設(shè)計(jì)的基本步驟

          電池設(shè)計(jì)人員在明確設(shè)計(jì)任務(wù)和做好充分準(zhǔn)備后,即可進(jìn)行設(shè)計(jì)。

          根據(jù)電池用戶要求,電池設(shè)計(jì)的思路有兩種:一種是為用電設(shè)備和儀器提供額定容量的電源;另一種則只是給定電源的外形尺寸,研制開發(fā)性能優(yōu)良的新規(guī)格電池或異形電池。

          確定容量電池設(shè)計(jì)步驟

          確定組合電池中音體電池?cái)?shù)目,單體電池工作電壓與工作電流密度。

          根據(jù)用戶要求確定電池組的工作總電壓,工作電流等指標(biāo),選定電池系列,參照該系列的“伏安曲線”(經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或通過實(shí)驗(yàn)所得)確定單體電池的工作電壓與工作電流密度。

          確定電池組中單電池?cái)?shù)。

          單體電池?cái)?shù)目 = 電池工作總電壓?jiǎn)误w電 / 電池工作電壓

          計(jì)算電池容量

          根據(jù)要求的工作電流和工作時(shí)間計(jì)算額定容量。 額定容量 = 工作電流 * 工作時(shí)間

          確定設(shè)計(jì)容量 設(shè)計(jì)容量 = 額定容量 * 設(shè)計(jì)系數(shù)

          其中設(shè)計(jì)系數(shù)是為保證電池的可靠性和使用壽命而設(shè)定的,一般取 1.1-1.2。



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