鉅大LARGE | 點擊量：1026次 | 2021年05月20日
18650鋰離子電池有什么優勢?18650鋰離子電池的工作原理是什么
一、18650鋰離子電池的優點
一般認為將鋰離子電池的空載電壓放到3.0V以下就認為電用完了（具體值要看電池保護板的門限值，比如有低到2.8V，也有3.2V的）。大部分鋰離子電池放電不能將空載電壓放到3.2V以下的，否則過度放電會損害電池（一般市場上的鋰離子電池基本都是帶保護板才使用的，因此過度放電還會導致保護板檢測不到電池，從而無法給電池充電）。
4.2V是電池充電的最高限制電壓，一般認為將鋰離子電池的空載電壓充到4.2V就認為電充滿了，電池充電過程中，電池的電壓在3.7V逐漸上升到4.2V，鋰離子電池充電不能將空載電壓充到4.2V以上的，否則也會損害電池，這就是鋰離子電池特殊的地方，一般來講，18650鋰離子電池具有以下的優點。
1、使用范圍廣
筆記本電腦、對講機、便攜式DVD，儀器儀表、音響設備、航模、玩具、攝像機、數碼照相機等電子設備。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2、串聯
可串聯或并聯組合成18650鋰離子電池組。
3、內阻小
聚合物電芯的內阻較一般液態電芯小，國產聚合物電芯的內阻甚至可以做到35m以下，極大的減低了電池的自耗電，延長手機的待機時間，完全可以達到與國際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產品。
4、沒有記憶效應
在充電前不必將剩余電量放空，使用方便。
5、電壓高
18650鋰離子電池的電壓一般都在3.6V、3.8V和4.2V，遠高于鎳鎘和鎳氫電池的1.2V電壓。
6、安全性能高
18650鋰離子電池安全性能高，不爆炸，不燃燒；無毒，無污染，經過RoHS商標認證；各種安全性能一氣呵成，循環次數大于500次；耐高溫性能好，65度條件下放電效率達100%。為防止電池短路現象，18650鋰離子電池的正負極是分開的。所以它發生短路現象的可能已經降到了極致。可以加裝保護板，防止電池過充過放，這樣還能延長了電池的使用壽命。
7、使用壽命長
18650鋰離子電池的使用壽命很長，正常使用時循環壽命可達500次以上，是普通電池的兩倍以上。
8、容量大
18650鋰離子電池的容量一般為1200mah~3600mah之間，而一般電池容量只有800左右，假如組合起18650鋰離子電池來成18650鋰離子電池組，那18650鋰離子電池組是隨隨便便都可以突破5000mah的。
二、18650鋰離子電池比較聚合物電池
所謂聚合物鋰離子電池是指使用了聚合物作為電解質的鋰離子電池，具體來分又分為半聚合物與全聚合物兩種。半聚合物是指在隔離膜上涂一層聚合物（一般是PVDF），使電芯的粘合力更強，電池可以做得更硬，其電解質仍然是液態電解液。而全聚合物是指使用聚合物在電芯內部形成凝膠網絡，然后再注入電解液形成電解質。雖然全聚合物電池仍然要使用液態電解液，但用量要少很多，這對鋰離子電池的安全性能有極大的提高。據筆者所知，現在只有SONY在量產全聚合物鋰離子電池。
從另一個方面來說，聚合物電池是指使用鋁塑包裝膜作為外包裝的鋰離子電池，也就是俗稱的軟包電池。這種包裝膜由三層構成，分別是PP層、Al層與尼龍層，由于PP與尼龍是聚合物，所以這種電芯被稱為聚合物電池。
1、價格更低
18650的國際價格大約在1USD/pcs，按照2Ah來計算的話大約合3RMB/Ah。而聚合物鋰電的價格，低端的山寨廠在4RMB/Ah，中端的在5~7RMB/Ah，中高端的在7RMB/Ah以上。像ATL、力神這種的，一般都能賣到10RMB/Ah左右，而且你單小了人家還不愿意接。
2、不可定做
SONY一直想把鋰離子電池做成像堿性電池相同，有一定的工業標準，就像5號電池、7號電池，全世界基本上都相同。但由于鋰離子電池的一大優點就是可以根據客戶的需求進行外形設計，不可能有一個統一的標準，所以到現在鋰離子電池工業界基本上只有18650這一個標準型號，其他的都是根據客戶需求進行設計的。
3、安全性差
我們了解鋰離子電池在極端情況下（如過充、高溫等），內部會發生劇烈的化學反應，出現大量的氣體。18650電池使用的是金屬外殼，有一定的強度，當內部氣壓達到一定的時候鋼殼會破裂爆炸，發生極恐怖的安全事故。
這也是為何測試18650電池的房間一般都必須用層層保護，而且測試時絕對不能進人。聚合物電池就不存在這個問題，即使同樣在極端情況下，由于包裝膜強度較低，只要氣壓稍高就會破裂，不會出現爆炸，最最惡劣的情況就是燃燒。所以從安全性上來說聚合物電池要優于18650電池。
4、能量密度低
一般的18650電池容量能做到2200mAh左右，這樣算下來能量密度大約在500Wh/L，而聚合物電池的能量密度現階段量產量夠接近600Wh/L。
但聚合物電池也有自己的缺點。重要是成本較高，由于可以按照客戶需求設計，這里面的研發成本就要算進去。而且外形多變、種類繁多，導致在制造過程中各種工裝夾具是非標準件，也相應的新增了成本。聚合物電池本身的通用性差，這也是靈活設計帶來的，往往為了那么1mm的差別就要重新為客戶設計一款。
三、18650鋰離子電池的應用
在能源電池行業鋰二次電池的應用得益于其優越的性能。隨著鋰二次電池技術的不斷發展，已廣泛的應用于我們的日常生活中；多次使用的充電電池越來越受到消費者的青睞。關注能源電池行業、充分認識電池進而讓我們做到為我所用，目前18650鋰離子電池在下面的領域有一定的應用。
1、儲能類
重要應用于基站電源、清潔能源儲能、電網電力儲能、家庭光儲系統等。
2、動力類
重要指電動交通工具，電動自行車、新能源汽車等。
3、數碼類
手機、平板、筆記本電腦、電動玩具、MP3/MP4、耳機、充電寶、航模、移動電源等。
四、18650鋰離子電池分類
18650鋰離子電池生產均要有保護線路，防止電池被過充過放電。當然這個關于鋰離子電池來說都是必須的，這也是鋰離子電池的一個通弊，因為鋰離子電池采用的材料基本都是鈷酸鋰材料，而鈷酸鋰材料的鋰離子電池不能大電流放電，安全性較差，從分類上來看，18650鋰離子電池的分類可以通過下面的方式來進行分類。
1、按電池實用性能分類
功率型電池和能量型電池。能量型電池以高能量密度為特點，重要用于高能量輸出；功率型電池以高功率密度為特點，重要用于瞬間高功率輸出、輸出的電池。而功率能量型鋰離子電池是伴隨著插電式混合動力車的出現而出現的。它要求電池儲存的能量較高，可以支持一段距離的純電行駛，也要具備較好的功率特性，在低電量的時候進入混合動力模式。
簡單理解，能量型類似于馬拉松選手，要有耐力，就是要求高容量，對大電流放電性能要求不高；那么功率型就是短跑選手，拼的是暴發力，但耐力也要有，不然容量太小就跑不遠。
2、按電解質材料分
鋰離子電池分為液態鋰離子電池（LIB）和聚合物鋰離子電池（PLB）。
液態鋰離子電池使用液體電解質（目前動力用電池多為此種）。聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替，這種聚合物可以是干態的，也可以是膠態的，目前大部分采用聚合物凝膠電解質。有關固態電池，嚴格意義上的是指電極和電解質均為固態的。
3、按產品外觀分類
分為：圓柱、軟包、方形。
圓柱和方形外包裝多為鋼殼或者鋁殼。軟包外包裝為鋁塑膜，其實軟包也是一種方形，市場上習慣將鋁塑膜包裝的稱為軟包，也有人將軟包電池稱為聚合物電池。
關于圓柱形鋰離子電池，其型號一般為5位數字。前兩位數字為電池的直徑，中間兩位數字為電池的高度。單位為毫米。例如18650鋰離子電池，它的直徑為18毫米，高度為65毫米。
4、按極片材料分類
正極材料：磷酸鐵鋰離子電池（LFP）、鈷酸鋰離子電池（LCO）、錳酸鋰離子電池（LMO）、（二元電池：鎳錳酸鋰/鎳鈷酸鋰）、（三元：鎳鈷錳酸鋰離子電池（NCM）、鎳鈷鋁酸鋰離子電池（NCA））。
負極材料：鈦酸鋰離子電池（LTO）、石墨烯電池、納米碳纖維電池。
有關市場上的石墨烯概念，重要是指石墨烯基電池，即在極片中加入石墨烯漿料，或在隔膜上加入石墨烯涂層。鎳酸鋰、鎂基電池市場上基本不存在。
五、18650鋰離子電池的充放電
按工業標準來說，關于鋰離子電池，一般標稱的容量是最小容量，這個容量是一批電池中，在25度室溫條件下，先以cc/cv0.5c充滿，并靜置一段時間后（一般是12小時）。以0.2c電流恒流放電放電至3.0v（也有標準是2.75V，不過影響不大，3v到2.75v下降的很快沒多少容量的），所放出的容量值，由于一批電池肯定有個體差異，實際放出容量最低的那個電池的容量值。也就是是說，這一批任何一個電池實際容量都應該大于或等于標稱容量。
1、18650鋰離子電池的充電過程
有些充電器使用廉價的方法實現的，在控制精度上不夠好，容易造成電池充電異常，甚至損壞電池。選購充電器的時候盡量選擇大品牌的18650鋰離子電池充電器，質量和售后有保證，延長電池的使用壽命。品牌保障的18650鋰離子電池充電器擁有四重保護：短路保護、過流保護、過壓保護、電池反接保護功能等。過充電保護：當充電器對鋰離子電池過充電時，為防止因溫度上升所導致的內壓上升，需終止充電狀態。
為此，保護器件需監測電池電壓，當其到達電池過充電壓時，即激活過充電保護功能，中止充電。過放電保護：為了防止鋰離子電池的過放電狀態，當鋰離子電池電壓低于其過放電電壓檢測點時，即激活過放電保護，中止放電，并將電池保持在低靜態電流的待機模式。過電流及短路保護：當鋰離子電池的放電電流過大或短路情況出現時，保護器件將激活過電流保護功能。
鋰離子電池充電控制是分為兩個階段的，第一階段是恒流充電，在電池電壓低于4.2V時，充電器會以恒定電流充電。第二階段是恒壓充電階段，當電池電壓達到4.2V時，由于鋰離子電池特性，假如電壓再高，就會損壞，充電器會將電壓固定在4.2V，充電電流會逐步減小，當電流減小到一定值時（一般是1/10設置電流時），切斷充電電路，充電完成指示燈亮，充電完成。
鋰離子電池過度充放電會對正負極造成永久性損壞。過度放電導致負極碳片層結構出現塌陷，而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入；過度充電使過多的鋰離子嵌入負極碳結構，而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。
2、18650鋰離子電池的充電原理
鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。
同樣道理，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極負極正極的運動狀態。假如我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。
六、18650鋰離子電池為何有爆炸歷史
18650電池絕大多數使用鋼殼封裝，質量不過關的電池由于沒有保護功能，在過充（過度充電）的情況下，會使其內部壓力驟增，當超過承受值時，便會爆炸。而短路、溫度過高或電池被擠壓變形甚至刺穿等問題都可能會引起電池爆炸。
經過30年的發展，18650電池制備工藝已經非常成熟，除了性能有了極大提升之外，其安全性也非常完善。為了防止密封的金屬外殼發生爆炸，現在18650電池都會在頂部配有一個安全閥，安全閥是每一顆18650電池的標配，也是最重要的一道防爆屏障。
當電池內部壓力過大時，其頂部安全閥會開啟排氣減壓，防止爆炸。但是，當安全閥開啟之后，電池內部泄露出的化學物質在高溫的條件下會與空氣中的氧氣發生化學反應，仍然有可能出現起火的情況。另外，現在部分18650電池還自帶保護板，具有過充過放和短路保護等功能，安全性能十分高。
而此前發生的移動電源爆炸事件，全部是因為無良廠家為節省成本使用不合格的劣質18650電池，甚至是二手廢電引起的。目前各大電池廠商如松下、索尼、三星等等生產的18650電池其實是非常安全的，而且18650電池使用率非常高，我們在日常使用時能夠做到正確的使用以及防止電池短路，受損或溫度過高，完全不用擔心電池會爆炸。我們不能一竹竿打翻一船人，以個別劣質產品來定性18650的安全性。
總結：其實關于鋰離子電池來講，會出現爆炸原因也是可以理解的，畢竟在以前的時候，關于這種穩定性的把握不會那么厲害，但是18650作為一種性能比較性非常高的鋰離子電池，其應用肯定會越來越廣泛的，畢竟目前關于這種不可或缺的電池來講，18650鋰離子電池是最好的一個選擇。
隨著PL880的發售,18650鋰離子電池也真正走進了(德生)收音機愛好者的生活.因為鋰離子電池與以前慣用的鋅電池、堿電池、鎳電池不相同,所以我們不能把以前的那一套原封不動地用到鋰離子電池上.假如您是一位追求技術進步、愛惜物品、愿意折騰、愿意多花點時間把東西用好的朋友,就請進來交流一下。要是您覺得個把電池無所謂,那就不用往下看了,留點時間去做更加有意義的事好了,我不是上帝,管不了那么多。
一18650鋰離子電池
@規格
首先,18650是鋰離子電池的眾多規格之一種,表示它是直徑18mm、長度65mm的0柱形電池。其他還有14500(AA/五號)、10440(AAA/七號)、32600(D/一號)等等規格。要注意的是,18650也有鎳氫(Ni-HM)電池,購買時要問清楚是鋰(Li/Lion)才好。有一些前綴或后綴如RC18650,這是表示該電池外殼制造材質的不同,關系不大就不細說了(其實是忘了...)。
上述18650的規格是指工業裸電芯而言,假如是帶品牌出售的電池,一般會加上電池保護板,因為是二次加工,其外形會加長2-4mm、外徑會增粗0.5-1mm,假如在一些比較緊湊的電池倉里使用就要注意了。
@選購
我們在市場上能買到無數種電池,假如不明白這里面水有多深,那您的人生就是在不斷地上當中度過的了。比較常見和常用的18650牌子有進口的三洋(半透明紅色外套膜)、松下(綠色亞光或藍色套膜、印有說明文字、正極有黑色條紋標志)、索尼(半透明綠色套膜)、三星(肉色套膜)、國產的德朗能、金鋼、比克等等,這些品牌只供應工業裸電芯,從來沒有賣過帶保護板的通用18650電池,其他品牌的通用電池都是添加保護板、貼上自己的品牌出售的(與工業電池不同,通用的鋰離子電池產品必須帶有保護板才能在正規市場銷售,這是強制規定)。
有關18650電芯的容量,據我了解的暫時來說最大容量是松下生產的單節3800mAH,比較通用的是三洋淺藍頭2600mAH,假如你買到了什么神火3000mAH、4800mAH...那趕緊扔了吧,虛標容量是小事,隨時變身炸彈才是大事,甚至有的M、m不分,標****MAH--兆安時,你以為是火星叔叔帶來的咩?!
這里特別說一下神火電池,神火源自美國名牌SureFire手電(其實人家SF從來沒用過18650電池),后來香港傳過來一個品牌UltraFire,接下來國內的山寨就涌出來各種****Fire,這些山寨火絕大多數都是用收廢品收來的報廢電芯二次加工做出來的,假如你運氣好,還能碰上正規的電芯(雖然是報廢或準備報廢),也就是壽命短罷了,假如是其他不知什么來路的電芯,那就危險得很了,因為這些電芯沒有正規的安全裝置,甚至有的是用個殼子里面再套一個小電池拼搭出來的,所以,不要因為賣到什么外星科技超高容量而沾沾自喜,小心閻羅王問你怎么死的都只能說不了解。
劣質電池用在收音機這種小電流設備上,一般體現不出其劣在哪里,也就是使用時間的長短而已,但是不能因為能用就用,這是很不安全的東西,尤其是當你的充電器也不怎么樣的時候。至于使用時間的長短,在同一臺設備上,假如電池A比另一顆電池B用的時間長,這并不能就說A比B好,因為這里涉及到電池內阻的問題--我們不要了解電池內阻是神馬南北,只要了解電池內阻大的電池不能大電流放電就夠了--比如,內阻正常的電池B容量3000mAH,假如持續3A放電,它只能撐一個小時;而內阻超大的電池A容量只有1000mAH,但是內阻卻把它的放電電流限制在200mA,那它就能使用五個小時。也許您認為收音機本來就是小電流用電器無所謂,那您又錯了--內阻過大的話,電池老人家離馬大胡子就不遠了。
老實說選購好電池沒有什么秘訣,唯有實測,也沒有什么一定能買到好的捷徑,也唯有實測,就算是前輩推薦,也得先看清楚那前輩是不是居心叵測。
二鋰離子電池的使用
比起其他電池,鋰離子電池有容量大、放電電流大、無記憶效應、體積小重量輕等優點,但是也有怕過充過放等缺點,所以除了要求充電、用電設備有完善的電池管理之外,電池本身也可以添加保護板,一個功能完善的鋰離子電池保護板,應該包括最高電壓限制、最低電壓限制、充放電電流限制、短路保護、溫度保護等,在市售的成品鋰離子電池里,最低檔的也至少會有一項限流,以提高安全系數,因為正規的18650鋰電有一個特點,在正極帽底下有一個安全閥,遇到極限情況內部氣體會把安全閥頂開泄壓,相比較較安全(某些山寨則會把這個安全閥重新壓回去甚至封死再次使用,安全閥也就失去用途了)。
在實際使用中,我們應該盡量防止對鋰離子電池過充過放,這對鋰離子電池來說是不可逆轉的致命傷,不要以為帶保護板的電池就可以高枕無憂,我曾經說過:保護板是電池的最后一道保障,就像一個被的美女,只剩那條,再能保護也有限了。國產保護板通常會把低壓保護設定在2.5V左右(因為這樣可以最大限度的延長放電時間),鋰離子電池的極限低壓是2.3V,安全低壓不應該低于3V,在很多進口用電器里會把鋰離子電池的低壓保護設在3.3-3.5V,這樣看似一次放電時間稍短,但是對總體壽命卻是大有好處。這里還涉及到放電電流的問題,在大電流放電時超過低壓會比小電流放電超過低壓的傷害要小,收音機屬于小電流用電器,所以,使用中最好留意一下電池電壓,不要過放,也盡量不要用到保護板動作,假如把鋰電用到0V,多數救不回來,少數能救回來也折壽了。把電池用盡的做法其實來自鎳鎘電池,意思是防止記憶效應,但是鋰離子電池的記憶效應比鎳氫電池都小得多,更不用說鎳鎘了,可以忽略不計,所以,不要把老觀念用在新電池上。
不熟悉的人可能會覺得鋰離子電池很可怕,其實鋰離子電池沒那么可怕,只要你別碰山寨貨,就會安全得多,當然品牌貨也有出事的時候,但是不能因噎廢食,幾個億造出來的大灰機都能掉下來還有什么是絕對安全的?你天天把塊鋰離子電池頂在腦門上說話又沒見你怕過!
三鋰離子電池的充電
現在認為比較正確的鋰離子電池充電算法是測電池電壓--3V以上(假如低于3V則小電流充電至3V)--正常充電--充電至4.2V(允許誤差5%)或充電電流低于0.01C--截止。一個真正智能的充電器,重要就表現在開始時是否根據電池電壓自動調整電流,和充滿后是否截止。更完善的充電器還會在判斷是否充滿時附加溫度監測、時間監測、電流監測等,三星座充這方面做的很不錯,喜歡的可以折騰一下,但是四小時限制的問題沒有太完美的解決辦法。
常見充電方法
@高壓充電:這種充電方法沒有專門的控制電路,直接用5V電源頭(或者串一個二極管降壓)對帶有保護板的電池充電,完全依賴保護板的高壓限制。特點是開始時電流很大,然后逐漸降低,隨時浮充;會炸的多數是這種,常見于低檔插卡MP3等,高檔的買不起,不了解--我不敢說這么貴的機子應該有充電電路這種話--應該的事很多,應該做卻沒有做的事更多;
@恒壓充電:這個方法跟上一個差不多,恒壓其實是限壓,設定一個相對精確的最高電壓,然后就往那個電壓死充,不到4.2V誓不休,江湖人稱傻充,這種充電器假如把截止電壓做得很精確倒罷了,偏低反而安全,假如偏高了還得依賴保護板,至于裸電池就自求多福吧。常見于現在的手機萬能充和手電直充,這種充電器成本不到一塊錢,全由劣質零件拼搭而成,淘寶零售價從2.00到15.00不等,能用多長時間看你人品了,假如您經常扶老人過馬路可能會用得久一點,看貼不頂的可能插上就冒煙了;
@恒流充電:這個方法還是源于上一個和上上一個電路,只不過對最高充電電流作了限制,恒流恒壓其實是限流限壓,算傻充的兒子--傻是會遺傳的--所以還是個傻子,這種電路比較流行,如南孚、和鑫宇之流,充滿之后不完全截止,改以涓流浮充--現在認為長時間的小電流充電是造成電池脹氣的原因之一;
@智能充電:這是現在認為比較理想的充電管理方法,遵循本節開頭所說的充電算法,集成在一塊很小的貼片IC中,外圍電路簡單,穩定可靠,比如TP4054/4055/4056/4057、TP4002/5000、MAX1879等等。這種芯片的重要特點是在判斷是否充滿時會同時監控電壓和電流,4.2V停充,或者充電電流小于0.01C(通常是50mA左右)停充;在充滿后完全截止,沒有涓流浮充,但隨時監測電壓,假如電池電壓下降到一定值再開始充電;
四鋰離子電池的保存
據說有人專門做過實驗,完全充滿的鋰離子電池靜置一年后,其總容量會下降20%;而充到40%的鋰離子電池在靜置一年后總容量只下降5%。長期不用的鋰離子電池可以充電到50%左右,低溫(如冰箱冷藏室)保存,信不信由你啦。
電池本身會有一定的自漏電,保護板也會有微安級的耗電,所以在長期保存中,要定期測量電壓,補充充電。
