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72年惠廷汉姆开发首个锂离子电池原型,使用二硫化钛作正极,金属锂作负极,电压达2.4V。当时主流的镍镉电池,只有1.3V。
79年年初,BE公司注册了新型锂电池专利。使用钴酸锂为正极,石墨为负极,将电压提高到4.2V。
随后又注册了从ICR到ICR,共7种规格的外形设计。
虽然是曲某人“套用”的,但型号名不是乱起的,前面的ICR代表着正极材料为钴酸锂,后面数字段1、2位是以毫米为单位的长度,3、4位代表直径,最后一位“0”,代表外观为圆柱形。
之所以搞出这么多型号,一是为了适配诸如对讲机、小型无人机、电棍等不同的使用场景,二是为了与干电池做区分。
二者电压差了一倍还多,一旦有莽撞的混用,使用干电池的设备装上锂电池就废了,还容易出危险。
为啥只有圆柱形?
曲某人化学功底有限,一顿瞎试下来,暂时还没找到能够有效控制电解质析出二氧化碳、甲烷、氧等气体的配方。
只能想办法延缓气体析出的速度,提高电池的安全使用寿命……
通过保护板实现充放电限制,电压低于3V停止放电,充电至3.7V后降低充电速度,达到4V即停止充电。
还在电池保护板上加了一个温控传感器,温度超过45度即断电路。
另外,分别在电池正负极侧边加工了“放气点”,内压达到危险阈值时,压力会突破“放气点”区域脆弱的外壳排气,电池也就报废了。
而圆柱形设计,是在保证容量的基础上,最能有效承载压力的外形。如果做成立方体,除非使用强度特别高的外壳材料,不然内压会涨到立方体的立面变圆。
扁外形也是一样的道理。
使用足够强度的硬质较厚的外壳,容量也无法保证。
如果使用后世手机电池常用的“软包”,其后果就是充放电百十次,就会出现明显的鼓包。
除了有气体析出,锂电池还有两个众所周知的“顽疾”。
其一是循环寿命,其二是容易热失控。
暂且抛开循环寿命。
应该都知道,三元锂更容易热失控,相比之下磷酸铁锂要安全一些。
之所以形成这样的认识,是因为三元锂的热失控触发温度,大概在两百到两百五十度这一区间。磷酸铁锂的热失控触发温度,在五百到八百度区间。
应该没有很多人知道,相比于三元锂和磷酸铁锂,钴酸锂热失控的风险要更高,触发温度在一百四十度到两百度区间。
所以,在电池保护板上设置温度传感器,不止是为了延长电池寿命,也是为了让电池一直在安全的温度区间工作,防止热失控的发生……
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