什么是高溫鋰離子電池

概述

高溫鋰離子電池，一般可分為100℃，125℃，150℃，175℃，和200℃及其以上環(huán)境下使用五個級別。在所有電化學體系中，兩種體系的貯存時間為最長，工作電壓為最高。低于等于100℃使用的電池，不要特殊設計，一般市面上的電池經(jīng)適當改進即可使用。低于等于125℃使用的電池，只要在常規(guī)電池生產(chǎn)工藝基礎上作適當調(diào)整和控制，就可生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。150℃和175℃使用的電池，則要特殊設計。180℃和200℃以上使用的電池，因為鋰的熔點為180.5℃已不適于作負極，此種電池須采用鋰合金為負極。由于國內(nèi)的需求并不強烈，加之這種合金生產(chǎn)需安全保護措施投入較高，故尚未開展此項工作。

高溫鋰離子電池的工作原理

從我們經(jīng)常接觸的樣品來看，大部分電池屬于150℃級。石油井下用電池，關鍵在于如何滿足井下高溫環(huán)境的要求，確保電池安全可靠的工作。為了滿足高溫的要求，應考慮以下幾個因素：⑴電池內(nèi)容物的熱力學特性⑵電池殼體的力學性能⑶適應于高溫環(huán)境的安全設計（抗短路、抗反極、抗充電、抗沖擊、抗振動等）⑷適應于高溫環(huán)境下的電性能設計（正負極活性物質(zhì)比，電極厚度的選擇，添加劑的選擇等）根據(jù)以上四方面的考慮，建立了一個數(shù)學模型。

額定容量：額定容量是指設計和制造電池時，按國家或有關部門頒布標準規(guī)定或保證電池在一定放電條件下應該放出的最低限度的電量。如電動汽車規(guī)定為C/3放電率下放出的容量。

額定儲備容量：國際電工學會（IEC）標準中規(guī)定汽車型蓄電池的容量用額定容量和儲備容量表示均可。我國采用額定容量。指不分電池規(guī)格大小，一律以25A電流放電，到終止電壓1.75V時的放電時間以分鐘計。對規(guī)格不同的電池，規(guī)定不同的放電時間。

電池的能量是指在一定放電條件下，電池所能給出的電能，通常用Wh表示。

電池的功率是指電池在一定放電條件下，于單位時間內(nèi)所給出能量的大小，單位為W（瓦）或KW。單位重量電池所能給出的功率稱為比功率，單位W/kg或KW/kg.

充電狀態(tài)SOC（StateOfCharge）：是描述電池荷電狀態(tài)的一個重要參數(shù)，通常把在一定溫度下電池充電到不能再吸收能量的狀態(tài)理解為充電狀態(tài)（SOC）為100%，而將電池再不能放出能量的狀態(tài)理解為充電狀態(tài)（SOC）0%。

從理論上解決了高溫鋰離子電池的設計問題，在給定技術要求的前提下，可以很快用數(shù)學計算方法給出初級設計參數(shù)，通過一、二次的電池實效實驗，可以確定最后的電池設計參數(shù)，再經(jīng)過批實驗，進行小的改動，即可達到生產(chǎn)定型的要求。