锂电池充电循环 锂电池新突破!循环寿命有望大幅提升

小编 2024-11-23 聚合物锂电池 23 0

锂电池新突破!循环寿命有望大幅提升

近日,荷兰代尔夫特理工大学的Marnix Wagemaker教授团队与中核集团原子能院核物理研究所中子散射团队合作,在国际权威期刊《自然》上发表了锂离子电池领域的最新研究成果。

该成果或将大幅提升锂电池循环寿命和快充性能,标志着中核集团重大科研设施中国先进研究堆全面开放应用取得重要进展。

该研究围绕有序层状氧化物开展,这是目前锂离子电池中最重要的正极材料之一。在进行深度充电时,该结构框架容易受到晶格应力、结构或机械化学降解的影响,使得电池容量急剧下降,从而导致电池寿命缩短。

为此,Wagemaker教授团队联合中核集团原子能院等单位,提出了一种解决方法,成功将化学短程无序(CSRD)引入到氧化物正极中,精确调节了锂和钴元素在晶格中的局域分布,使其跨越几个最近邻格点的间距,从而显著提升了锂电池的循环寿命和快充性能。研究利用中子粉末衍射技术获得锂和钴元素的分布特征,发现大约2.6%的钴离子位于锂层中,为证明CSRD结构提供了关键证据。

(科技日报实习记者 薛岩)

来源: 科技日报

一文看懂可循环充电的AA锂电池和镍氢电池,你会选择哪一款?

AA(5号)电池的发展也经历了很长一段时间,从最开始的碱性、碳性等一次性电池到现在的镍镉、镍氢以及锂电池等可循环充电的电池,AA电池的发展经历了从不可充电到可充电的质的变化。

目前市面上常见的AA电池也就这么多,短期来看,AA一次性电池明显要比可充电电池便宜不少,但从长远考虑以及保护环境方面以后可充电电池会成为主流的产品。

可充电电池方面,镍镉电池由于其容量较低,而且记忆效应已经逐渐淡出了市场,目前市面上主流的AA可充电电池主要有镍氢电池以及锂电池,也是可充电电池中最常见的两种电池品类。但这两类电池有何不同?适用于哪些使用场景,今天就来实际探讨一下。

一、同型号不同种类

上面是小编拿到的两款AA电池,虽都为AA电池,但二者却有着质的不同。左边是来自松下爱乐普的镍氢电池充电套装,也是一个知名的老品牌了。右侧是3C配件品牌小米生态链企业紫米推出的AA锂电池充电套装,也是目前热度非常高的产品。

这两款电池均属于AA电池,AA即我们生活中常见的5号电池,常见的7号电池名称则是AAA。这两款电池也是生活中最常见的电池种类之一,玩具、电动牙刷、闪光灯等等,都是5号电池不可或缺的使用场景。

两款电池正极特写,二者看上去相同。

负极特写,外观上都是一样的。

二、电池具体参数

使用卡尺实测爱乐普镍氢的长度约为50mm。

直径约为14mm。

单节重量30g。

单节电压1.41V。

紫米AA锂电池的长度约为50mm。

直径约为14mm。

单节重量为20.4g。

单节电压为1.49V。

紫米AA锂电池的电池容量为1930mAh,电池能量为2900mWh;而爱乐普镍氢电池的电池容量为2450mAh,电池能量为2940mWh。

三、充电器介绍

看完了主角电池的介绍,下面来看一下配备的充电器部分,松下爱乐普的镍氢电池充电器整体呈一体式的外观设计,整体外形较大。

电池卡位也是双卡位设计,兼容AA电池与AAA电池,卡位底部还带有电池正负极指示的标识。

充电卡位的正极特写,可以看到上面有三颗凸出的触点呈三角状态,电池的正极凸出的部分刚好可以卡在中间的位置。

电池卡位负极特写,上面两个弹片方便AA电池和AAA电池使用。

松下爱乐普的这款充电器采用的是一体式AC插脚设计,可以直接搭配插座为电池充电,而且插脚的位置偏向一侧,如果搭配插座使用得体的话可以避免霸插座的现象了。

背面的这款充电器的具体参数信息

镍氢充电电池5号、7号兼用电池充电器

型号:BQ-CC5C

输入:100~240V 50-60Hz 0.3A

输出:1.5V 750mAx4(AA)、1.5V 275mAx4(AAA)

注意事项:使用不当可能会导致漏液、发热、破裂、着火、充电。使用

使用前,请完整阅读本说明书。

请勿使用本品牌以外的镍氢电池。

请不要分解或改造。

制造商:松下能源(无锡)有限公司

先来看看充电器,白色的外观,上下边界处菱角较为分明,四周的边角较为圆润,中间是4个充电卡位。

充电器的正极特写,正极的接触面相对较长。

负极特写,上下各4个弹片共8个弹片,上面是为5号可循环充电的电池充电,下面是7号电池使用的卡位。

卡位的底部标注出了电池的充电摆放位置。

充电器的输入接口是USB-C,这个好评。更通用的接口也就意味着用户使用起来也更方便,上面的input字样也说明了接口仅支持输入不支持输出。

充电器的背面,共有4颗小型内六角螺丝固定。

下面是充电器的参数信息,这款充电器适用于紫米5号恒压可充电锂电池,参数部分上面已经有介绍,这里不再做过多赘述。

充电器的净重约为55.2g。

四、充电方式

在充电方式上这两种类型的电池也有着本质上的不同,而充电方式的不同对于用户来说也是可以非常直观的感觉出来的。

对于松下爱乐普的镍氢电池来说,为自身充电只有通过自带的AC插脚为自身供电,所以充电的场景十分有限。而紫米的锂电池在充电方式上明显要更加的自由,因为紫米1.5V AA锂电池的充电器配备了一个USB-C输入接口,所以可以使用市面上常规的USB-C线材搭配充电器为自身充电。

其次如果在外面没有电源插座的时候还可以通过充电宝为电池充电,对于一些经常出门用到AA电池的用户来说非常实用。

还可以通过户外电源为电池充电,现在很多户外电源都已经标配了USB输出接口,所以用户可以直接通过USB-C线材为电池充电。

甚至可以在驾车的时候使用车充为电池充电,配备USB-C输入接口的充电器可以在非常多的场景下为电池充电,对于用户来说局限性大大降低。

五、自充电时间

除了在充电方式上两款AA电池有着不同,在充电时间上也有很大的差距。

这是为紫米1.5V AA电池充电的过程,在2小时7分前一直持稳定的输入状态,随后功率和电流逐渐下降直至充电结束,全程耗时约3小时。

六、自充温度

前面对AA锂电池和镍氢电池的充电方式以及自充时间进行了描述和测试,二者均有很大的区别,除了以上两点在自充的温度上二者也有很大的不同。小编对这两款电池在自充电时的温度进行了测试,分别在半小时和1小时的时间节点进行数据采集,测试基于温度为25℃的恒温箱内进行。

在恒温箱内使用自带的充电器为镍氢电池充电,半小时采集到温度在55℃左右。

1小时后可以看到温度持续升高,已经在61℃左右了。

再来看看AA锂电池这里,使用自带的充电器为电池充电,半小时后采集到温度在31℃左右。

1小时后,采集到温度为44℃。在以上的测试结束之后结论已经很明显了,在自充电的过程中明显镍氢电池要比AA锂电池更热。

七、电池放电测试

AA电池的放电曲线也是很多用户关心的重点,因为这涉及到了用户直接的使用体验。对于这两款AA电池的放电测试,小编均采用的是国标0.2C的放电标准。

按照紫米的电池容量为1930mAh计算,0.2C的放电标准也就是放电电流为0.39A。采用恒流放的方式,环境温度约为25°的情况下进行测试,终止电压设定为0.5V。整个放电的过程持续了约5小时19分,实际放出的能量为3092mWh,实际能量比参数中标称的2900mWh还多了192mWh,由此可见参数方面为实标,能量充足。

按照爱乐普的电池容量为2450mAh计算,0.2C的放电标准也就是放电电流为0.49A。采用恒流放的方式,环境温度约为25°的情况下进行测试,终止电压设定为0.6V。可以看到整个放电过程中电压是以曲线的方式逐渐下降的,也就是说随着的电池的使用内部的电压是一直在逐渐下降的,整个过程持续了约4小时58分,放出的能量约为3001mWh。

八、使用场景

日常需要频繁使用AA电池的用电设备还是非常多的,且部分用电设备对电池的性能也有要求。

电池虽然小,但在日常的使用场景还是非常多的,鼠标键盘、智能门锁、电动牙刷、手电筒和相机闪光灯等等,很多电器都需要使用到AA电池。特别是对于消耗量大的电器来说,不仅需要频繁的更换电池,而且对电池的性能也有较高的要求。比如橡胶闪光灯,不仅需要频繁更换电池,更是对电池电压有着高要求,相信很多摄影师都遇到了电池没用多久就用不了了,这并不是电池没电,而是电压过低无法满足闪光灯的需求。

充电头网总结

以上是针对AA锂电池和镍氢电池做了包括外在信息参数以及性能表现方面的对比,为了方便大家可以更直观的看出不同,所以将其制作成了表格方便查看。

最后用一张图表将两款可充电的AA电池的各项参数信息汇总起来,方便大家可以更直观的对比。无论是从自充的选择、电压平台以及温度等等各方面的参数上,紫米的1.5V AA锂电池都要更胜一筹。并且从最后的套装售价来看紫米的AA电池更香了。

AA电池的发展已经经历了很长的时间,目前主要分为可充电电池与一次性电池,相较于一次性电池来讲,可循环充电的电池要更加环保一些,从长远来看更省心,尤其是对于消耗高的用户,比如摄影师用的闪光灯,不仅需求频繁,而且需要电压充足,对于鼠标和键盘等设备同样是必需品。而在可循环充电电池中目前主流的电池种类有1.5V AA锂电池与1.2V镍氢电池,所以此次小编找来这两种类型的电池做全方位的对比,方便大家查看。

从这篇内容上来看,明显AA锂电池要比AA镍氢电池要更好一些,并且在最后的售价上差距也是非常的明显。AA电池虽然小,但在生活中的使用场景还是很多的,游戏手柄、录音笔、鼠标、电子秤、遥控赛车、手电筒、电动牙刷、儿童玩具、相机闪光灯等设备,都是需要AA电池供电的设备。这两款可循环充电使用的AA锂电池与AA镍氢电池的详细对比已经完毕,有需求的朋友会选择哪款呢?

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