衡阳松下蓄电池总代理

衡阳松下蓄电池总代理

随着松下蓄电池入到智能机时代，人们对于智能机的依赖程度与日俱增，可以看到的是，手机的屏幕变得越来越大，但是电池容量，却一直处于一个相对稳定的范围区间，于是手机的续航能力被一次又一次的推到风口浪尖上，不知引得多少用户吐槽。

不过面对电池技术的瓶颈，很多技术人员也是徒呼奈何，正是在这样一个背景下，一种曲线救国的解决方案出现了，它就是快充。

既然电池本身续航能力不够，那么从充电速度上着手确实是一个不错的解决之道，在目前市面上的产品中，采用的快充方案大致有四种，即高通的QuickCharge版(如QC2.0、QC3.0)，联发科版(Pump Express和Pump Express plus)，OPPO的VOOC，以及TI的Maxcharge。

最后一种方案实际上同时兼容了高通QC2.0版和联发科Pump Express协议，可以看做是在原有USB 5V充电技术上进行突破的综合版本，所以一般我们都将主流的快充技术分为前三种。

我们知道，几种快充方案在速度上，相比于此前的充电效率，要提高了很多倍，其中比较令人耳熟能详的广告文案便是“充电5分钟，通话XX小时”。这就不免令人怀疑，在如此告诉的充电效率下，安全性真的能够保证吗?

快充为何能缩短时间

想要探究安全性，我们还是要先从理论开始补习，至少，我们也要先了解快充的原理，那么快充为何能够缩短时间呢?从物理计算公式上来说，功率(P)=电压(U)x电流(I)，在电池电量一定的情况，功率标志着充电速度，套用这个公式，我们再来看三种快充方案，就会比较好理解了。

VOOC

低电压高电流模式

作为锂电池的四大关键材料之一，负极材料技术与市场均较为成熟，成本比重最低，在5-10%左右。现阶段负极材料研究的主要方向如下：石墨化碳材料、无定型碳材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金和其他材料。

    图1、负极材料的分类

    图2、负极材料各类型材料出货量占比

    负极材料主要由碳素材料为主，包括天然石墨、人造石墨、石墨化中间碳微球。据高工锂电研究所（GBII）统计结果显示，2012年中国负极材料出货量为27650吨，其中天然石墨出货量占比59%，人造石墨30%，石墨化中间碳微球8%。在全球，石墨类负极材料占总出货量的90%，在负极材料中处于绝对主流的优势。

    我国石墨矿资源丰富，成本较低，但是天然石墨也有一些缺陷，吸液性差，分子中不存在交联的sp3结构，墨片分子容易发生平移，从而导致石墨负极材料的循环性能差。天然石墨负极材料主要用于消费类电子产品。

    人造石墨通过对原始材料进行表面改性和结构调整，使其部分无序化或者在各类材料中形成纳米级的孔、洞和通道等结构，加大锂离子嵌入和脱嵌反应，因此具有高压实、高容量、长寿命等优势。人造石墨主要作为动力电池的负极材料。

    表1、国内主要动力锂电池企业负极材料情况

    中间相碳微球是球形结构，堆积密度高，单位体积嵌锂容量比较大，而且小球具有片层状结构，有利于锂离子的嵌入和脱嵌。700℃热处理的中间相碳微球充电容量可达1190mA·h/g,放电容量大750mA·h/g，远超过石墨的理论放电容量（372mA·h/g）。

    图3、乳化法制备中间相炭微球流程

    图4、Yoon法制备中间相炭微球流程

    零应变性是钛酸锂嵌入和脱嵌锂离子晶格常数和体积变化很小，能够有效避免由于电极材料的来回伸缩导致结构的破坏，从而大大提高电极的循环次数。另外，钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础，但是钛酸锂的比容量比其他负极材料低很多，容量为175mA·h/g，作为电池材料其振实密度比较低，单位体积容量较小。

    硅具有非常高的理论比容量和较低的嵌入和脱嵌锂电位。硅碳复合材料采用高比容量的硅为主要活性体，采用体积效应小、循环稳定性好的碳为载体，合成新型的硅/碳复合材料，能够有效避免硅在充放电过程中由于体积过度膨胀而粉化，但是硅碳复合材料同时也有一些劣势，其安全性以及倍率性能较差，当电流密度稍大些时，容量下降很明显。

    图5、锂电池负极材料-钛酸锂生产工艺

    目前负极材料以碳素材料为主，占锂电池成本较低，在国内基本全面实现产业化。负极材料产业集中度高，从企业来看，全球前四大企业：日立化学、深圳贝特瑞、JFE、三菱化学，市场份额合计占比为78%，负极材料表现出高度集中化。从区域看，中国和日本是全球主要的产销国。从车用动力锂电池企业负极供应体系来看，目前动力电池企业采购负极主要来自于日本企业。近几年，随着中国生产技术的不断提高，中国又是负极材料原料的主要产地，锂电负极产业不断向中国转移，市场占有率不断提高。

    图6、全球锂电负极材料生产厂家占比

    受平板电脑、超级本、电动自行车、新能源汽车以及储能等终端市场需求带动，锂电池产量将保持平稳增长，2013年上半年中国负极材料实现销量16560吨，相比于2012年上半年增长19.8%。由于在锂电池四大材料中，国内负极材料相关技术发展最为成熟，国内产能较大，但受产能相对过剩的影响，负极材料的价格近几年呈现下降的趋势。

    作为锂电池四大关键材料之一，负极材料决定了锂电池的性能，如充放电效率、循环寿命等等。常规石墨负极材料的倍率性能已经难以满足锂电池下游产品的需求。在动力电池方面，碳酸锂可能是新的发展方向;在消费类电子产品方面，需要提高电池的能量密度，以硅-碳（Si-C）复合材料为代表的新型高容量负极材料是未来发展趋势。

各种充电电池的比较

目前电动自行车使用的电池品种不少。除了使用量最大的阀控密封式铅酸蓄电池以外，还有镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池、聚合物锂电池、锌空电池、燃料电池等等。

其中，以铅酸蓄电池为数量最多。铅酸蓄电池的价格最低，也最常用，中国是全世界铅酸蓄电池最大的生产国。其含污染的成分比较少，可回收性好。缺点是比容小。也就是说，在同样的容量下，电池重量和体积都大。目前的铅酸蓄电池基本上是由浮充类型的电池发展而来的。浮充电池不适应快速充电和大电流放电，虽然技术人员的花费了大量的心血进行了卓有成效的改进，可以进入实用了，但是其寿命还是非常不理想的。

镍氢电池的比容比铅酸蓄电池好很多，单体电池的寿命也比较好，其大电流充放电特性也比铅酸蓄电池好。问题是镍氢电池串连电池组的管理问题比较多，一旦发生过充电以后，就会形成单体电池隔板熔化的问题，导致整组电池迅速失效。所以，国产的镍氢电池的关键技术问题还是充电器和电池管理系统的问题，而这个问题还没有引起各个电池制造商和车厂足够的重视。所以，镍氢电池的发展收到很的制约。

镍镉电池的大电流大电流特性比镍氢电池好，其抗过充电特性也比镍氢电池好，中国又是世界上镍镉电池的生产大国。一些人提出镉污染的问题，中国现在还在大量的向欧洲出口镍镉电池及其应用产品，欧洲到2006年才开始限制。据中央电视台播放的消息，神州五号还是采用镍镉电池的。这是其相对比较高的可靠性的优点使该品种电池还在应用与宇航设备上。这样，电动自行车方面过早的使镍镉电池退出应用是否有一些过激。而镍镉电池的成本和充电器的成本都明显低于镍氢电池，只要回收处理好了，还是应该保留这个电池品种的。

锂离子电池的比容要好于镍氢电池，对于同样容量的铅酸蓄电池来说，锂离子电池的重量相当于一台笔记本电脑，这样老弱妇孺就都可以使用了。其寿命也可以比镍氢电池做得好。目前的手机电池基本上都是采用这种电池。锂电池的内阻相对比较大，在电动自行车上使用会出现电池即将完全放电的时候感觉车的动力不足。锂离子电池更主要的问题是在过充电和过放电状态电池会发生爆炸，手机电池都是使用的单体电池，再经过良好的保护电路来配合使用，基本上杜绝了电池爆炸的问题。而在电动自行车上使用，必须要使用串连电池组，而串连电池组的保护电路的复杂程度远远超过单体电池的保护电路，其材料成本也大大增加。目前一个良好的锂电池保护电路的成本与锂电池的成本接近电池本身的价格。而聚合物锂电池的爆炸杀伤力低于锂离子电池，但是，也存在着爆炸和燃烧的可能性。这也是与锂离子电池一样需要解决问题的。

锌空电池以其比容大、污染小而著称于世。电池采用换电的方法，更新电池锌板。更换一次锌板可以使用160公里到220公里。上海已经在全国率先垂范的开展了锌空电池在电动自行车方面的应用，在全市设立了数十个换电网点，开创了锌空电池在电动自行车方面应用的先河。其局限性是：暂时还无法在上海以外的地方开展应用试验，同时其使用成本也是铅酸蓄电池的数倍。如果，再进一步扩大其应用范围，有进一步降低使用成本的可能性。

蓄电池的正确使用维护
为了提高蓄电池的使用效率和延长其寿命，在使用中必须做到以下几点：
1．要了解铅酸电池的特点，严格按产品说明书的规定进行使用和维护
2．电液必须用化学纯硫酸与合格的蒸馏水配制，在寒冷的地方，液温在15℃时比重应为1.285。　 
3．电池液面应高出极板10—15毫米。使用时，发现液面过低就要及时添加蒸馏水。
4．接线前，严格检查电池正负极标志是否正确及单格电池有无反极现象。
5．电池首次注液后使用前，最好进行3～4小时充电，对其使用性能将更有利。非干荷电池必须进行初充电后方可使用。
6．电液温度应保持在20℃左右，即使在充电过程中电液温度也不得超过35℃。特别在冬季要注意防冻。据资料介绍，当电液温在10一35℃的变化范围内，每升高或降低1℃时，蓄电池的容量约相应增大或减小额定容量的0.8%。
7．灌液后，在12小时内未使用，或在使用后又长时间闲置，须按规定充电后再恢复使用。  
8．经常旋上注液口胶塞，但要使通气孔畅通，使汽体能够逸出。要保持电瓶干燥清洁，避免电池外自放电。 
9．电液比重下降到1.175时，应立即停止使用并进行充电。
10．应使用与电池极注相同材质的电线卡子，若采用铜质材料卡子时，应涂以薄层凡士林或黄油，防止腐蚀。
11．电池上严禁放置金属物件和工具，防止极间短路。
12．充电间不许有明火和装设能产生电火花的电器设备，防止发生火灾。

销售：王浩

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