鋰離子動力電池待解決的使用技術(shù)問題
鋰離子動力電池做為一種新型的動力技術(shù),可以使用在任何一種驅(qū)動車輛上,如電動自行車、電動摩托車、電動小轎車、電動中巴和大巴,以及UPS、移動激光電源、移動照明電源、移動通訊設(shè)備、軍事領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域,其使用面之廣,具有不可估量的市場前景。然而,基于鋰離子動力電池的特性,即充電電壓不可超過4.2V,放電電壓不可低于2.6V。使用鋰動力電池的技術(shù)問題,已是迫在眉睫,而且是必須盡快解決的問題。
鋰動力電池的產(chǎn)生,無疑對傳統(tǒng)的驅(qū)動技術(shù)帶來危機(jī)。而鋰動力電池的特性,又決定了必須有高超的使用技術(shù)。才能盡快進(jìn)入使用市場。從目前的鋰電池生產(chǎn)制造技術(shù)看,已經(jīng)達(dá)到了完美的程度,10Ah電池內(nèi)阻達(dá)到10mΩ左右,而50Ah,100Ah的電池內(nèi)阻只有1mΩ左右,這使電池專家都感到驚訝。然而,鋰動力電池的突然出現(xiàn),也讓使用市場感到突然。當(dāng)一個個用戶對高新科技產(chǎn)生興趣,并興致勃勃地試用時,問題出現(xiàn)了:鋰動力電池在使用中做為動力,必須要串聯(lián)才能達(dá)到使用電壓的需要,而幾個幾十個甚至幾百個電池的串聯(lián),使用一段時間后,必然會產(chǎn)生電壓的參差不齊,這并不是電池的生產(chǎn)技術(shù)問題,由于電池在生產(chǎn)過程中,從涂膜開始到成為成品要經(jīng)過很多道工序。即使經(jīng)過嚴(yán)格的檢測程序,使每組電源的電壓、電阻、容量一致,但使用一段時間,也會產(chǎn)生這樣或那樣的差異。如同一位母親生的雙胞胎,剛生下時可能長得一模一樣,做為母親都很難分辨。然而,在兩個孩子不斷成長時,就會產(chǎn)生這樣或那樣的差異鋰動力電池也是這樣。使用一段時間產(chǎn)生差異后,采用整體電壓控制的方式是難以適用于鋰動力電池的,如一個36V的電池堆,必須用10只電池串聯(lián)。整體的充電控制電壓是42V,而放電控制電壓是26V。用整體電壓控制方式,初始使用階段由于電池一致性特別好,也許不會出現(xiàn)什么問題。在使用一段時間以后電池內(nèi)阻和電壓產(chǎn)生波動,形成不一致的狀態(tài),(不一致是絕對的,一致性是相對的)這種時候仍然使用整體電壓控制是不能達(dá)到其目的的。例如10只電池放電時其中兩只電池的電壓在2.8V,四只電池的電壓是3.2V,四只是3.4V,現(xiàn)在的整體電壓是32V,我們讓它繼續(xù)放電一直工作到26V。這樣,那兩只2.8V的電池就低于2.6V 處于了過放狀態(tài)。鋰電池幾次過放就等于報廢。反之,用整體電壓控制充電的方式進(jìn)行充電,也會出現(xiàn)過充的狀況。比如用上述10只電池當(dāng)時的電壓狀態(tài)進(jìn)行充電。整體電壓達(dá)到42V時,那兩只2.8V的電池處于"饑餓"的狀態(tài),而迅速吸收電量,就會超過4.2V,而過充的超過4.2V的電池,不僅由于電壓過高產(chǎn)生報廢,甚至還會發(fā)生危險,這就是鋰動力電池的特性。
特性的物質(zhì)只有掌握它的特性來使用,才能給你造福。如同一匹野馬,你只有把它戴上韁繩。才能馴服它。
自從人類發(fā)明了鋰電池,其使用技術(shù)一直在不斷提高,如小容量的手機(jī)電池,使用技術(shù)已達(dá)到完美程度。然而,做為大功率大容量的鋰動力電池,其使用技術(shù)仍然處于開發(fā)研制階段。
人們對較小容量的10AH電池采取了單體控壓恒流充電方式,在放電時使用整體電壓控制,在電壓較高時就使其保護(hù),停止工作。比如在整體電壓30V時就控制其停止工作了。這樣,一般在一致性比較好的電池組里,單體電池的電壓也不會低于2.6V。而充電時由于采取單體充電,單體控制,就能夠使每只電池的工作效率達(dá)到比較理想的程度。然而這種控制仍然不會使人們滿足,并沒有使電池達(dá)到100%的工作量,比如廣東的一家電動自行車公司,用10AH/36V的電池組充一次電續(xù)駛60k/m,而另一家電動自行車公司使用同樣的電池組測試,可續(xù)駛75km,這不能不說鋰動力電池的使用技術(shù)是有高低之分的。由于鋰動力電池的使用技術(shù)是每個研發(fā)單位的機(jī)密,他們在研發(fā)過程中都投入大量的人力物力資源,所以,使用技術(shù)的高低,不能不說這是他們開發(fā)市場爭創(chuàng)品牌的資本。
鋰動力電池理想的管理應(yīng)該是均衡保護(hù)控制。這種控制的要求是幾只幾十只甚至是幾百只的電池組,每只電池不僅能夠管理和保護(hù),而且在放電時還要使每只電池的電壓保持均衡一致。如同幾十杯水,在同一個水平線上平衡一致地往外流。在充電時,也如幾十杯同一水平線上的水,在同一個電壓線上,均衡一致地進(jìn)行充電。
這種要求似乎刻苛,可鋰勸力電池要想百分之百的被用戶認(rèn)可,只有做到這種程度才行。因?yàn)樵S多用戶,特別是消費(fèi)者,他們不懂如何單獨(dú)檢測,如何各別處理單體出問題的電池,鋰動力電池的管理只有達(dá)到智能化程度,才能徹底開辟出這個宏大的市場。所以說,鋰動力電池市場目前亟待解決的是使用技術(shù)問題。