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锂电池的充电电路

在了解完锂电池的基本电路特性后，工程师在开发带有锂电池供电的项目时，就会面临锂电池的充电电路问题。

锂电池的电压为3.0V ~ 4.2V之间变化，也就是锂电池的电压为4.2V，小电压为3.0V。电压与小电压，对于锂电池而言，隐藏着什么电路含义呢?

单节锂电池

电压是4.2V，也就是锂电池两端能承受的极限电压不超过4.2V;小电压为3.0V，也就是锂电池两端的极限放电电压不低于3.0V;

换言之，它的另外一层电路意义是

锂电池在接收外界的充电电路充电，它的充电电压不能高于4.2V;锂电池在向外界负载提供工作电源，它消耗的电压会停留在3.0V;

基于此，如果工程师将常用的5V/1A或者5V/2A规格的充电器，对锂电池进行直接充电，这样是否可以呢?

充电器

显然是不行的。为什么呢?

因为无论是5V/1A或者5V/2A规格的充电器，对外输出的充电电压均为5V，超过了锂电池的承受电压4.2V。

针对这两个电压不匹配兼容的问题，该如何去解决呢?在不改变充电器5V/1A和5V/2A规格的条件下，工程师应当如何去实现呢?

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扣式电池的充放电模式

  包括恒流充电、恒压充电、恒流放电、恒阻放电、混合式充放电以及阶跃式等不同模式充放电。实验室中常采用恒流充电(CC)、恒流-恒压充电(CC-CV)、恒压充电(CV)、恒流放电(DC)对电池充放电行为进行测试分析，而阶跃式充放电模式则多用于直流内阻、极化和扩散阻抗性能的测试。考虑到活性材料的含量以及极片尺寸对测试电流的影响，恒流充电中常以电流密度形式出现，如mA/g(单位活性物质质量的电流)、mA/cm2(单位极片面积的电流)。充放电电流的大小常采用充放电倍率来表示，即：充放电倍率(C)=充放电电流(mA)/额定容量(mA·h)，如额定容量为1000 mA·h的电池以500 mA的电流充放电，则充放电倍率为0.5 C。目前电动汽车用锂离子电池已发布使用的行业标准QCT/743—2006中指出锂离子通用的充放电电流为C/3，因此含C/3 的充放电行为测试也常出现在实验室锂离子电池充放电测试中。

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电池检测实验设备选择哪种好?关于电池检测实验设备，市场上有很多产品，除了国产设备以外，还有不少进口的品牌，在选择上的确很让人。小编就来谈谈自己的看法。

  选择电池检测实验设备主要有两方面的考虑因素：一是预算，二是功能。

  目前市场上可选择的产品种类很多，价格也是相差很大。如果设备是用在规模化生产3C类的电池产品，一般国产的就完全可以满足，而且相对进口电池检测实验设备，它的价格要低很多。如果设备是用于产品研发，或者是对产品品质要求特别高，比如电动汽车相关的锂电池行业，只有预算足够，建议还是选择一台进口的设备，毕竟这类设备的性能更稳定，精度也更高，更能满足科研的需要。

  这里推荐一个进口设备品牌——MACCOR供大家参考。这家美国公司是全球电池检测设备厂家排名前列的公司，市场口碑非常好，无论是技术还是服务都倍受好评，像华为，苹果，诺基亚，通用等大品牌都是使用这家公司的产品，有兴趣的朋友可以去网上了解一下。

锂电隔膜作为锂电池的重要组成部分，在锂电材料总成本占比为5——10%。2017——2018年国内隔膜在产能建设、成本下行、技术提升等方面都取得很大的进步。从量来看，2018年中国锂电隔膜在全球市场占比继续摘得桂冠；从客户结构来看，国产隔膜不断进行进口隔膜在中国市场的替代，降低了进口隔膜在国内市场的占比，另外国产隔膜还实现大批量出口，且出口量持续保持上升，这反应了国产隔膜在技术上的进步。

高工产研锂电研究所（GGII）调研数据显示，2018年中国锂电池隔膜出货量20.2亿平米，同比增长39.7%，隔膜产量增长主要动力有：

1）2018年新能源汽车产量122万辆，同比增长50%，带动国内动力电池产销同比增长超过45%，而国内动力电池用隔膜以国产为主；

2）隔膜国产化率进一步提升，从2017年90%上升到2018年93%。国内隔膜继续替代进口隔膜在中国的市场；

3）出口量持续增加，随着国内湿法隔膜技术逐步提升，湿法隔膜出口比例加大，如上海恩捷、星源材质等出口量增加； 武汉格瑞斯新能源公司，为了满足对电池材料研究，测试以及实验的需求，自主开发电池整套实验设备。

锂-氧电池取得技术突破，实现四电子转化及库仑

据外媒报道，加拿大滑铁卢大学Linda Nazar教授宣布，其研究团队实现四电子转换(four-electron conversion)，该技术将实现锂-氧电池(lithium-oxygen，Li-O2)的电子存储容量翻番。

  Nazar团队将有机电解质(organic electrolyte)转化为硝酸锂/硝酸钾(lithium nitrate/potassium nitrate)的无机熔盐(inorganic molten salt)，旨在提升其化学稳定性和导电率。此外，该团队了利用双功能金属氧化物催化剂替代了多孔碳阴极(porous carbon cathode)，提升了电池容量的同时降低了过电势。

  相较于Li2O2，在150摄氏度下，电池在使用期间将生成更为稳定的Li2O，其热力学性能表现更为出色。该款电池电芯采用多种材料，旨在提升其热动力性能及反应动力学(kinetics)。研究人员研发的该款电池充电性能表现更佳，从理论上讲，其储能表现提升了50%。

  在电池研究领域，锂-氧电池颇具吸引力，这主要得益于其理论能量密度。能量密度是材料的储能容量，当电芯发生电化学反应后，其能量将储存在电池电芯中。

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动力锂电池实验线

为了加快锂电池材料研发进程，研究团队于2010年斥资500万元建设了一条动力锂电池实验线，满足了18650圆柱电池和10Ah软包电池的制作和测试。2013年，研究团队承接了研究所“一三五”规划的三个重大突破项目——高能量密度动力锂电池材料技术，其目标不为新材料研发，而是延伸到高能量密度动力电池的研发。因此，实验室再次斥资800万元，在新建科研楼内建设高标准的动力锂电池实验线，室内维持无尘干燥环境，从配料制浆、涂布辊压、分切烘烤、封装焊接、注液化成、到充放电测试和安全测试的设备仪器一应俱全，可以满足100Ah以下多型号动力电池的研发要求。2016年，为顺利开展高能量密度动力锂电池项目，实验线再次添置了满足大容量电池卷绕工艺的系列设备。 天津国外进口电池检测设备厂家直销

武汉格瑞斯新能源有限公司是一家有着雄厚实力背景、信誉可靠、励精图治、展望未来、有梦想有目标，有组织有体系的公司，坚持于带领员工在未来的道路上大放光明，携手共画蓝图，在湖北省武汉市等地区的能源行业中积累了大批忠诚的客户粉丝源，也收获了良好的用户口碑，为公司的发展奠定的良好的行业基础，也希望未来公司能成为行业的翘楚，努力为行业领域的发展奉献出自己的一份力量，我们相信精益求精的工作态度和不断的完善创新理念以及自强不息，斗志昂扬的的企业精神将引领武汉格瑞斯和您一起携手步入辉煌，共创佳绩，一直以来，公司贯彻执行科学管理、创新发展、诚实守信的方针，员工精诚努力，协同奋取，以品质、服务来赢得市场，我们一直在路上！