18650 電池

首先澄清一个概念--聚合物锂电池。从电池内部材料的角度来说,所谓聚合物锂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。据我所知,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。

就题主的问题来看,应该指的是后面这种--所谓使用了聚合物包装材料的锂离子电池--相应的18650电池使用的是钢壳作为外包装。而国内很多厂商宣传他们生产的电池是聚合物电池,也是同样的意思,不要被他们忽悠了哦~

---------------以下是两种电池的对比-------------

18650是锂离子电池鼻祖--日本SONY公司当年为了节省成本而定下的一种标准锂离子电池型号,其中18表示直径为10mm,65表示长度为65mm,0表示为圆柱形电池。SONY一直想把锂离子电池做成像碱性电池一样,有一定的工业标准,就像5号电池、7号电池,全世界基本上都一样。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。

相比18650电池,聚合物电池有以下几个方面的优点:

1、能量密度高。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能够接近600Wh/L。

2、安全性好。我们知道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,产生大量的气体。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。这也是为什么测试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,不会产生爆炸,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。

3、能够根据客户的需求进行设计。这个上面已经说了,就不重复了。

4、价格卖得比较高。。。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。

但聚合物电池也有自己的缺点。主要是成本较高,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,也相应的增加了成本。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的区别就需要重新为客户设计一款,成本啊还是成本。。。

---------------最后唠叨几句废话的分界线--------------

当然我上面所说的这些也并不绝对,18650也有高端的应用,比如最近很火的Tesla Model S,用的就是松下提供的18650电池组。所以说18650并不代表低端,只是国内的一些山寨厂把这个品种做低端了。

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锂离子电池型号

18650是锂离子电池的鼻祖--日本SONY公司当年为了节省成本而定下的一种标准性的锂离子电池型号,其中18表示直径为18mm,65表示长度为65mm,0表示为圆柱形电池。

中文名 18650锂电池 外文名 18650 lithium batteries 电池直径 18mm 电池高度 65mm 常见类型 锂离子电池、磷酸铁锂电池 电    压 3.7v、3.2v 常见容量 2000mAh/2600mAh/3000mAh

目录

  1. 1 简介
  2. 2 类型区别
  3. 3 用途
  4. 4 区别
  1. 5 充放电
  2. 充放电原理
  3. 充放电过程
  4. 6 一般配置
  1. 7 优缺点
  2. 优点
  3. 缺点

18650锂电池

锂电池(Li-ion,Lithium Ion Battery):锂离子电池具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点,因而得到了普遍应用——许多数码设备都采用了锂离子电池作电源,尽管其价格相对来说比较昂贵。锂离子电池的能量密度很高,它的容量是同重量的镍氢电池的1.5~2倍,而且具有很低的自放电率。此外,锂离子电池几乎没有“记忆效应”以及不含有毒物质等优点也是它广泛应用的重要原因。 另外请注意锂电池外部一般标有英文4.2V lithiumion battery(锂电池)或4.2V lithium secondary battery(锂二次电池)、4.2V lithiumion rechargeable battery(充电锂电池),所以用户在购买电池时一定要看清电池块外表的标志,防止因为没有看清电池类型而将镉镍、氢镍电池误认为锂电池 [1]  。

锂电池标3.7V或4.2V都是一样。只是生产厂商标注的不一样而己。3.7V 指电池使用过程中放电的平台电压(即典型电压),而4.2伏指的是充电满电时的电压。常见的可充18650锂电池,电压都是标3.6或者3.7v,充满电的时候是4.2v,这跟电量(容量)关系不大,18650电池主流的容量从1800mAh到2600mAh,(18650动力电池容量多在2200~2600mAh),主流的容量甚至有标3500或4000mAh以上的都有。

一般认为将锂电池的空载电压放到3.0V以下就认为电用完了(具体值需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,这就是锂电池特殊的地方。

18650锂电池

18650电池寿命理论为循环充电1000次。由于单位密度的容量很大,所以大部份用于笔记本电脑电池,除此之外,因18650在工作中的稳定性能非常好,广泛应用于各大电子领域:常用于高档强光手电、随身电源,无线数据传输器,电热保暖衣、鞋,便携式仪器仪表,便携式照明设备,便携式打印机,工业仪器,医疗仪器等 [1]  。

18650的意思是,直径18毫米,长65毫米。而5号电池的型号是14500,直径14毫米,长50毫米。一般18650的电池在工业上用的比较多,民用的很少,常见的也就在笔记本电池和高档手电上用的比较多。

18650锂电池充放电原理

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。

18650锂电池

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。如果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。

18650锂电池充放电过程

锂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,由于锂电池特性,如果电压再高,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。

18650锂电池充电器

有些充电器使用廉价的方案实现的,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产生时,保护器件将激活过电流保护功能 [1]  。

单节标称电压一般为:3.6V 或3.7V

充电电压一般为:4.20V (钴酸锂为4.2V-4.3V)

最小放电终止电压一般为: 2.75V ,低于这个电压容易导致电池容量严重下降乃至报废

最大充电终止电压:4.20V

直径:18±0.2mm

高度:65±2.0mm

容量:1000mAh以上,常规容量为2200mAh-3200mAh,18650电池容量做得最高的是LG,能做到3600mAh,但价格也不低。

18650锂电池优点

1、容量大 18650锂电池的容量一般为1200mah~3600mah之间,而一般电池容量只有800mah左右,如果组合起来成18650锂电池组,那18650锂电池组是随随便便都可以突破5000mah的。

2、寿命长 18650锂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。

3、安全性能高 18650锂电池安全性能高,为防止电池短路现象,18650锂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,避免电池过充过放,这样还能延长了电池的使用寿命。

4、电压高 18650锂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。

5、没有记忆效应 在充电前不必将剩余电量放空,使用方便。

6、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35mΩ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。

7、可串联或并联组合成18650锂电池组

18650锂电池

8、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。

18650锂电池缺点

18650锂电池的最大的缺点就是他的体积已经固定好了,装在一些笔记本或是一些产品时候不是很好定位,当然这个缺点也可以说是优点,这是相对其他聚合物锂电池等锂电池的可定制和可变换大小来讲这就是一个缺点了。而相对于一些指定电池规格的产品来说又成了一个优势所在。

18650锂电池生产均需要有保护线路,防止电池被过分充量而导致放电。当然这个对于锂电池来说都是必须的,这也是锂电池的一个通弊,因为锂电池采用的材料基本都是钴酸锂材料,而钴酸锂材料的锂电池不能大电流放电,安全性较差。

18650锂电池的生产条件要求高,相对于一般的电池生产,18650锂电池对生产条件要求很高,这无疑增加了生产成本 [1]  。

参考资料
  • 1    胡杨, 李艳, 钟盛文,等. 18650型锂离子电池的安全性能研究[J]. 电池, 2006, 36(3):192-194.