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磷酸鋰鐵 > 新手專區
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電池分類  電池製作流程  常見名詞  圖表介紹

電池分類
一次電池-
        即用完就丟的電池,由於只能提供消費者單次使用,對於自然資源的浪費及汙染相對高出二次電池許多。市面上常見的一次電池有:碳鋅電池(乾電池)、鹼錳電池(鹼性電池)及水銀電池。
 

二次電池-
        是指電池可重覆使用,電池使用到沒電時,須再進行充電動作,隨後即可使用,然而,二次電池也有壽命,經過一定充放電次數之後,電池就無法再使用。市面上常見的二次電池有:鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池以及鋰電池。
 
►鋰電池-       
        原指鋰金屬、鋰合金或是鋰嵌入碳為負極(鋰離子)所組成的電池系統,因其安全性(鋰金屬)與體積膨脹(鋰合金)等問題無法有效改善,鋰離子二次電池最終成為研究人員的焦點。現今常見的鋰電池,大都是鋰離子二次電池。
 
鋰電池之半電池(Half Cell)-
        半電池測試通常是材料研發人員進行鋰電池評估電性機制,將測試樣品作為工作電極,而對應與參考電極為鋰金屬,以組裝鈕扣式電池方式,進行充放電。主要以鋰金屬作為測試平台,對測試樣品進行電性評估,由此全球各地進行鋰電池相關研究之人員,看到充放電圖就了解其測試樣品之電性。
 
►鋰電池之全電池(Full Cell)-
        全電池就是一般所使用的市售電池,電池研發人員在測試前,根據半電池測試數據,進行電量設計與組裝,但使用碳材料作為對應與參考電極,增加其安全性。
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 電池製作流程
        從原料到製成一顆消費者所使用電池須經過許多工序:從材料供應商所製造正極粉材、負極粉材與隔離膜,運至電池芯廠經由調膠、塗佈、烘烤形成正負極板,再依模組組裝廠需求製作成電池芯(如罐狀電池),而模組組裝廠則串並聯電池芯,以達到終端使用者所需之電流與電壓,於是就形成了電池供應鏈。
        尚志精密化學主要研發與生產鋰二次電池正極材料-磷酸鋰鐵,供應電池芯廠製造電池芯,並與電池芯廠共同研究討論,再不斷改良與開發磷酸鋰鐵,以增進粉材特性。

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常見名詞


為簡化鋰電池較艱深原理,故將電池的充放電構造形容成水塔,右邊的A、B兩孔代表水可以進出的方向:一般來說,電池在充電與放電時,只會由A孔進出。當充電的時候,水流從A孔由下往上慢慢將水塔注滿,在放電的時候,水流從A孔向外流出。

電容量、能量密度(mAh/g)
電容量的單位為mAh/g。電容量就是將電子從A孔注滿至B孔,當中的容積就是電容量。市售的二次電池,上面所標900mAh就表示其電容量;而在正極材料測試過程中,會以每克的正極材料可以提供多少電容量(mAh/g)為標準,讓研發人員得知可以改進的地方。
 
充放電電流(C)
充放電電流的單位為mA。通常會用C表示其電流大小值,而1C表示在1小時將電子充滿水塔或把水塔中的電子放完。充放電的電流值越大,其充放電容相對越小,因為在高充放電速率過程中,水塔中的電子不容易進出。

充放電電壓(V)
充放電電壓的單位為V。充電電壓就是告知水塔最大可承受多少水壓,當電子不斷充滿水塔,甚至高於充電電壓,這顆電池就有損毀的機會;然而,電池與水塔不同之處,是在放電電壓。

充放電效率(%)
充放電效率的單位為%。通常要了解在充電過程充多少電進水塔,又在使用過程中,可以用多少電子,因此,就是放電電容量與充電電容量的比值。

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圖表介紹

充放電圖
充放電圖旨在顯示電池電容量、電位平台與衰退狀況,橫軸是電量、縱軸是電位。當中不同顏色線條表示每圈充放電狀況,第1、2圈,電池以0.2C充放電,第3、4、5圈,電池以0.5C充電,1C放電。

電池進行充電動作(Charge),電位從2.5V充電至4.3V,對應到橫軸所得到的數值為充電電容量,相反地,電池進行放電動作(Discharge),電位從4.3V放至2.5V,也可得到放電電容量。由於第1、2圈與第3、4、5圈所設定的充放電參數不同,因此可以得到小電流與大電流充放電的電容量與電位平台。

充放電循環圖
充放電循環圖為充放電圖衍生之電性圖,旨在顯示電池循環壽命,橫軸是圈數、縱軸是電量,黑色代表充電、紅色代表放電。第1、2圈,電池以0.2C充放電,第3圈之後,電池以0.5C充電,1C放電。

在充放電循環圖中,充電曲線與放電曲線越接近,表示所充進電池的電,有效放電出來,即充放電效率趨近於100%。然而,隨著充放電的次數增加,電容量維持在一定的範圍當中,表示此顆電池電容量不易衰退,成為理想電池。
 

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