手机电池技术详解：锂电池为何会着火？

  美国IT网站PCWorld今天撰文，详细阐述了移动电子设备所使用的锂电池的原理、缺陷以及未来发展的新趋势。以下为文章全文：移动电子设备中使用的电池是化学工程的杰作：将大量的电量存储在一个小小的方块中，就可以让移动电子设备持续运行好几个小时。它是怎么工作的？怎么样才可以发挥它的最大效用？

  移动电子设备中使用的电池是化学工程的杰作：将大量的电量存储在一个小小的方块中，就可以让移动设备持续运行好几个小时。它是怎么工作的？怎么样才可以发挥它的最大效用？

  现 代移动电子设备多数都使用锂电池，主要包含两个部分：一对电极和存在于它们之间的电解液。电极的材料有很多种，可以是锂，也可以是石墨，还可以是纳米线，但 无一例外都要依赖锂这种化学成分。这是一种活性金属，因此容易与其他元素合成。纯锂的活性极高，甚至会在空气中自燃，所以多数电池都使用更安全的钴酸 锂。

  两个电极之间是电解液，通常是一种液态有机溶剂，使电子可以在其中流动。当锂电池充电时，钴酸锂分子可以俘获电子，然后在电池使用的过程中释放电子，从而支持手机的运行。

  锂 电池是最常见的一种电池，因为它可以在最小的空间内存储最多的电量。这一定要通过单位体积内的包含的能量来衡量，也就是每千克电池所能存储的电量，以瓦时(wh)为单位。 锂电池的单位体积内的包含的能量一般在150至250瓦时/千克之间，而镍氢电池仅为100瓦时/千克。换句话说，锂电池比别的类型的电池更小、更轻，因此能够压缩设备 的体积，但依然能保持较长的电池续航时间。

  上述化学过程可以归纳如下：设备中的电池可以存储电量，之后，内部的化学物质便会以任何可能的方式释放电量。但这同样会出现一些明显的异常问题，例如，最新的波音787梦想客机的电池就会在飞机停靠时出现着火故障。

  这 是锂电池的缺陷之一：倘若电池放电过度，内部的化学物质便会分解，生成过量的氧化锂，从而燃烧，并生成更多的氧化锂，如此反复。化学家称之为“热失控”， 普通人看到的是着火，这也是波音787被美国航空管理局(FAA)禁飞的原因。由于电池被刺破后也会发生同样的情况，因此美国运输安全管理局(TSA)建 议飞机乘客将电池小心放置于随身行李中，而不要托运。

  电池容量的单位是毫安时(mAh)，代表的是一块电池所能提供的整体电量。例如，倘若一块电池容量为1000毫安时，便可以在1小时内持续供应1000毫安的电流。如果你的设备电流为500毫安，那么这块电池的使用时间大约为2小时。

  不过，一款设备的电池续航时间要更为复杂一些，因为特定设备的具体耗电量取决于它所执行的任务。倘若这款设备的屏幕点亮、无线传输功能开启、处理器全速运行，便会比屏幕关闭、无线传输功能关闭、处理器闲置时消耗更多的电量。

  正 因如此，消费者应当更加谨慎地对待厂商宣称的电池航时——他们可能会通过调低屏幕亮度，或是关闭部分组件的方式来延长续航时间。如果你感到好奇，可以 使用一些专门的应用来监测移动设备的耗电量和电池状态，Android中的Battery Monitor Widget和iOS中的Baterry Life Pro都可以实现。

  由于有可能着火，所以必须对锂电池进行严密控制。电池厂商通过充电控制器来管理电流，从而实现这一目的。事实上，每一块电池都内置有一台小型电脑来防止其过度放电。这个组件还可以控制充电期间进入到电池中的电流，在即将充满时放缓电流，避免过度充电。

  为了展示这一过程，我们对三星Galaxy Note手机进行了充电，并测量了整个过程中的电流，而且与对应的电量比例进行了对比。从上图可以看出，充电初期的电流最高，之后逐渐降低。最后一部分电量的充电时间很长，原因是控制器在放缓电流，避免电池过冲。

  电池技术一直在进步，全球各地的很多实验室都在研究新的电池技术，以便取代锂电池，或是开发更高级的锂电池技术。

  在这些新技术中，很多都用到了超级电容，从而在瞬间存储电量，然后瞬间释放，效果类似于闪光灯。由于几乎不涉及化学反应，超级电容可以大幅加快充电时间，但目前的超级电容只能在一瞬间释放电量，不符合多数移动设备的要求。

  能 够利用氢元素发电的燃料电池也将很快诞生。今年1月的拉斯维加斯国际消费电子展(CES)上展示的Nectar燃料电池系统能够正常的使用10美元的燃料桶来支 持手机运行两个星期。然而，燃料电池的体积还不够小，无法安装在手机中——Nectar系统只能为手机内置的锂电池充电，但却没有任何办法取代锂电池。

  硫磺最终也有一定的可能用到锂电池中。美国斯坦福大学的科学家最近就开发了一种电池技术，可通过纳米技术将硫磺加入到现有的化学成分中，最高能将锂电池的单位体积内的包含的能量提升5倍，而且还能延长常规使用的寿命。不过，这种技术没办法在几年内投入市场。(鼎宏)

  近日，碳酸锂市场价一改前期的强势走势，出现连续下滑。上海钢联数据显示，11月25日电池级碳酸锂均价报58.65万元/吨，与前一日相比下跌1000元/吨，工业级碳酸锂均价报57.3万元/吨，下跌1000元/吨。事实上，这已经是碳酸锂价格连续第二天出现松动，11月24日电池级碳 ...

  据报道，美国宾夕法尼亚州立大学王朝阳教授团队研发了一种热调控磷酸铁 锂电池 （TMB），可同时解决当今有关新能源汽车“里程担忧”和“充电时间忧虑”的两大难题。 具体而言，该磷酸铁 锂电 池仅需充电10分钟就能续航约250英里，电池使用寿命超过200万英里，而且成本仅与传统的 内燃机 相当。 这款电池满足了 电动汽车 大规模普及的所有需求，即低成本、无里程焦虑、超安全、长寿命、全气候，能够在一定程度上帮助实现让电动汽车走进千家万户的目标。 研究人员表示，“我们为普通大众的电动汽车开发了一种电池，其成本与内燃机汽车相当。这款电池不再存在里程焦虑，且价格实惠。” 该研究成果已于1月18日发表于能源领域世界最顶级期刊《自然？能源》（N

  据安徽商报报道 今年“两会”，连任代表的合肥公交“老熟人”李祥斌着重关注新能源公交领域。作为全国新能源汽车的重要阵地，合肥公交一直是招牌，“但是电池续航能力目前依然存在短板，国家应该加快研发力度。”下面就随电源管理小编共同来了解一下相关联的内容吧。 合肥新能源电动公交起步较早，早在2010年1月23日合肥公交集团就开通了18路公交线辆纯电动车组成，变成全球上第一条纯电动车公交线路。不过在一线工作的李祥斌也坦言，多年的运营也集中暴露出了一些短板，最头疼的就是公交车电池的续航能力。电池体积大，充电慢，储存电量少，制约了新能源公交车的快速发展。“比如，我们合肥一辆公交每天需要运营300公里，但是当前新能源电动公交的电池

  1.引言 随国家对新能源汽车产业扶持的力度逐年加大，其核心能源领域 动力锂电池将进入行业发展的高速期。相对于传统能源电池，锂电池具有单位体积内的包含的能量高、重量轻、常规使用的寿命长、绿色环保、重复利用率高等特点。目前，制造锂电池主要是采用两种制造工艺，一种是卷绕，另一种是叠片，而制造大容量的新能源锂电池往往采用叠片工艺。叠片锂电池的核心部件 电芯的最后一道工序就是贴胶。随着客户对产品的工艺水平、效率和质量的要求慢慢的升高，传统的手动贴胶已经不能够满足现代生产的要求，所以研究高效、自动的贴胶机是市场的迫切要求。这篇文章着重介绍了一种基于PLC的锂电池自动贴胶机控制管理系统，并且对系统的硬件和软件设计进行了详细的阐述。 2.锂电池自动贴胶机的工作原理 锂电池自动贴胶

  自动贴胶机控制管理系统的设计方案 /

  行业主要上市公司：璞泰来（603659）、杉杉股份（600884）、 中科电气 （300035）、翔丰华（300890）、国民技术（300077）、山河智能（002097）、百川股份（002455）等 本文核心数据：技术来源国、专利申请人排名、专利申请新进入者、市场最高专利价值 全文统计口径说明：1）搜索关键词： 锂电池 负极 材料 及与之相近似或相关关键词；2）搜索范围：标题、摘要和权利说明；3）筛选条件：简单同族申请去重、法律状态为实质审查、授权、PCT国际公布、PCT进入指定国（指定期），简单同族申请去重是按照受理局进行统计。4）统计截止日期：2021年8月15日。5）若有特殊统计口径会在图表下方备注。 1、全球

  竞争格局 /

  在汽协和 SNE 的数据下，我们大家可以对 2020 年全年的动力电池的情况做一些讨论和思考，这里有很多的数据值得思考和探讨。我们在 2020 年能看到的现象： 1） C 和 L 两家，全球安装量分别为 34GWh 和 31GWh，其中中国部分分别为 31.79GWh（93.5%）和 4.13GWh（13.3%）。从产能来看分了一些时间顺序，由 Tesla 和欧洲车企驱动的需求量开始上涨使得两家不停的扩产，能跟上这种拉产能节奏的似乎没有。B、SKI 两家似乎在一定限度内增加产能，和前两家差异还是比较大的 2） 2020 年主要是欧洲需求的增长驱动全球的市场装机量达 137GWh，同比增长 17%，但是根据汽协的数据中国动力电池

  据外媒报道，据西北太平洋国家实验室（Pacific Northwest National Laboratory，PNNL）的研究表明，在向双三氟甲基磺酰亚胺锂-双草酸硼酸锂双盐基/碳酸溶剂电解质（LiTFSI-LiBOB dual-salt/carbonate-solvent-based electrolytes）中添加少量（0.05M）的六氟磷酸锂（LiPF6，lithium hexafluorophosphate）后，锂金属电池的充电能力和循环稳定性将大幅度的提高。 据研究表明，向锂金属电池加入上述添加剂后，对4V阴极处施加适度的高负载（1.75 mAh cm-2），在循环500次后其电量保持能力（capacity retenti

  性能 /

  近日，美国Sandia国家实验室的Jianyu Huang和他的研究团队声称研制成功据称世界上最小的锂电池，该可充电锂电池是在综合纳米技术中心（CINT）的一台投射式电子显微镜下制作成的。 该纳米电池的阳极由一跟直径100nm，长度10μm的二氧化锡纳米线构成——仅有人类头发的1/7000粗细，该纳米电池还由3mm长的锂钴氧化物阴极以及离子液体电解质组成，在投射电子显微镜下完成“组装”。 研究者最初希望用它来更加深入的了解锂电池在充电和放电过程中的原子结构变化，从而能找到怎么样提高锂离子电池的输出电量和单位体积内的包含的能量的方法。在研究中他们意外的发现，二氧化锡纳米线在充电过程中长度几乎拉伸了一倍，而不是像之前的预测那样宽度拉伸。

  SOC 校准和估计方法

  研究

  simulink建模与EKF的SOC估计

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