电动工具用锂离子电池的性能研究

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1、电动工具用锂离子电池的性能研究王兴威1，唐琛明2，黄钟琪2（1.江苏海四达电源股份公司，江苏启东226200；2.江苏省新动力电池及其材料工程技术研究中心，江苏启东226200）　　摘要：锂离子电池具有高比能量、长寿命、对环境友好等显著优点，在电动工具中使用越来越广泛。目前使用的主要有镍钴锰酸锂三元材料电池、磷酸亚铁锂电池、锰酸锂电池。但在安全、低温下的高倍率性能、配组工艺方面有待进一步提高。高安全的锂离子电池在电动工具领域的广泛使用、宽温幅高倍率锂离子电池、配组工艺的优化将成为今后电动工具用锂离子电池的研究热点。　　关键词：电动工具；锂离子电池；高功率；高安全；长寿命；

2、一致性　　中图分类号：TM912.9文献编识码：AResearchontheperformanceoflithiumionbatteriesforpowertoolsWANGXing-wei;TANGChen-ming;HUANGZhong-qi(1.JiangsuhighstarbatterymanufacturingCo.Ltd.,QidongJiangsu226200,China;2.Jiangsutechnology&researchcenteronnewpowerbatteryandmaterialengineering,QidongJiangsu226200,

3、China)Abstract:Lithiumionbatteryhassomeoutstandingadvantagesofhighenergydensity,longcyclelife,environmentfriendlyandsoon,thenitiswidelyusedinpowertools.Li(NiCoMn)O2,LiFePO4andLiMn2O4werethreekindsofcathodematerialsmainlyusedforhighpowerlithiumionbattery.However,safety,highrateperformancei

4、nthelowtemperatureandmatchinggrouptechnologymaybefurtherimproved.Theextensiveapplicationofhighsafetylithiumionbatteriesinpowertool,highpowerlithiumionbatterieswithwidelyoperatedtemperaturerangeandtheoptimizationofmatchinggrouptechnologywillbethefutureresearchhotspots.Keywords:powertool;li

5、thiumionbattery;highpower;highsafety;longcyclelife;consistency　　近年来，电动工具市场日益庞大，已经增至年需求量大约5亿只电池。因此，世界各国都在致力于开发电动工具用绿色环保型锂离子电池[1]。锂离子电池是一种先进的化学储能装置，具有比能量高，循环寿命长和对环境友好等显著优点。然而，锂离子电池高的比能量就意味着高的危险性，所以安全问题一直制约着锂离子电池的应用[2]。目前一些高功率设计的锂离子电池已经进入电动工具的应用，在这些电池中都不采用热稳定性较差的钴酸锂作为正极材料[3]。三元材料、磷酸亚铁锂、锰酸锂安全

6、性比钴酸锂具有明显的优势，因此凭借各自的优势在电动工具领域均占有一席之地。目前中国电动工具生产量占世界总产量的30%以上，而且每年对欧美均有大量的出口。　　1电动工具用锂离子电池的主要特性　　目前，电动工具用锂离子电池以圆柱形锂离子电池为主，一般都组合使用（图1）。单体电池主要有14500、18650、22430、22650、26650等（图2）。电动工具正常使用时电流较大，使用时还经常碰到堵钻、卡钻等异常情况，这时电流较大，所以电动工具用锂离子电池与一般电池要求不同，电池要求除了具有高倍率连续放电性能，还必须具有更高倍率的脉冲放电性能。图1电动工具用电池组图2电动工具用

7、锂离子单体电池　　1.1高功率　　电动工具中使用的锂离子电池一般都要求具有较高的功率特性。小型的电动工具（如螺丝批等）可以单支使用，电池放电要求在5C倍率左右。枪钻的使用要求单体电池放电在10C倍率左右，同时可以20C连续放电，30C脉冲放电。　　1.2长寿命　　通常要求单体电池具有1C充电，10C放电循环300次，容量保持初次容量的80%以上。目前，有的锂离子电池可以做到10C放电循环500次，容量保持初次容量的80%以上。　　1.3高安全　　电池能通过针刺、挤压、重物撞击等安全性能测试项目，测试时电池应不起火、不爆炸。同时