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关于通信用锂蓄电池

浏览:2074  来源:通信人在线  日期:2019-07-03

锂蓄电池(lithium battery)是一种负极采用锂材料蓄电池的,属于二次电池(secondary cell)。它是日本SONY公司在1990年首先研制出并开始实现商品化的。在通信电源系统中也得到了应用,特别是移动通信终端所使用。

一、锂蓄电池的定义与特点

1、定义

在我国国家标准GB/T 2900.41《电工术语 原电池与蓄电池》中对锂电池(lithium cell的定义是:含非水电解质,负极为锂或含锂的电池。非水电解质电池是指其液体电解质中既不含水也无其它活性质子(H+)来源的电池。锂电池可以是原电池或蓄电池,取决于设计所选择的特征。在通信电源系统中使用的锂电池主要是锂蓄电池lithium battery)。

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2、特点

由于锂具有最轻的原子量(6.94)、最负的标准电极电位(-3.05V)和最高的电化当量(3.86Ah/g)成为良好的电池负极材料,因而与适当的正极材料配合构成电压高、能量高的锂电池。

与同类的碱性蓄电池相比,锂电池的特点在于开路电压高(如镍氢和镍镉电池的开路电压为1.2V)、比能量高高(比能量指的是单位质量或单位体积的能量,用W·h/kgW·h/L来表示、比容量大(是镍镉电池的2.5倍,是镍氢电池的1.5倍)、自放电率低(小于8%/月,远低于镉镍电池的30%和镍氢电池的40%)、寿命长(通常都可以达到千次以上)、无记忆效应等突出优点,但锂电池的缺点是价格相对昂贵(是铅酸蓄电池的3~5倍)、使用不当可能导致危险(漏液、起火、爆炸和过热等)等,锂电池的主要特点及释义汇总在下表1-2中。

1-2:锂电池的主要特点

二、锂蓄电池的型号命名

锂蓄电池的型号命名方法是遵循于GB/T 7169《含碱性或其它非酸性电解质的蓄电池和蓄电池组型号命名方法》的规定。它给出了包括单体蓄电池的型号和蓄电池组的型号。

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三、锂蓄电池的分类

依据GB/T 7169中锂蓄电池的型号命名方法,可知其分类方法有:

1、按负极材料不同的分类,有:具有嵌入特性负极的锂离子蓄电池和金属锂负极的锂电池,或称为锂合金蓄电池。在通信电源中(移动通信终端或通信设备用后备蓄电池组),所使用的大多是锂离子蓄电池。在GB/T 2900.41中对锂离子蓄电池的定义是:含有有机电解质,利用储锂的层间化合物做正极和负极的蓄电池(注:锂离子电池不含金属锂)。

2、按正极材料不同的分类,有:钴基型蓄电池、镍基型蓄电池、锰基型蓄电池、钒基型蓄电池、钛基型蓄电池等。所谓x基型,是指正极材料是以该金属的化合物,如二氧化钴(CoO₂)、二氧化锰(MnO₂)、磷酸铁(FePO4)等。在通信电源系统中,使用磷酸铁锂离子蓄电池组来为机房内的通信设备提供后备直流电源。

3、按外形不同的分类:通常分为圆柱形、方形和扣式(高度小于圆柱形)三种。

4、另外,按电解质不同的分类,有:液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)或固体锂离子电池(PLB)。液态锂离子电池使用液体电解质,聚合物锂离子电池则以非液态聚合物电解质,这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用凝胶聚合物电解质。

四、通信终端用锂离子蓄电池

由于锂离子蓄电池的突出特点,在通信系统中,目前其移动通信终端所使用的供电电源大多是锂离子蓄电池。为此,我国相关标准对锂离子蓄电池的技术要求和安全要求专门作出了规范。

1、技术要求

我国国家标准GB/T 18287 《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》,规定了移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组的术语和定义、技术要求等内容。通信行业标准YD/T 998.1-1999《移动通信手持机用锂离子电源及充电器 锂离子电源》也对移动通信手持机用锂离子电源的技术要求做出了规定。

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2、安全要求

由于锂离子蓄电池在使用过程中(充放电过程),可能导致如漏液、起火、爆炸和过热等危险,而包含有锂蓄电池的移动通信终端又属于人们随身携带、近身使用的一个物品。由此,我国国家标准GB 31241《便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全要求》专门对包括移动通信终端在内的便携式电子产品用锂离子电池的安全要求作出了规定。我国通信行业标准YD/T 1268.1-2003《移动通信手持机锂电池的安全要求和试验方法》也规范了移动通信手持机用锂离子电池的安全性能要求。

欲详细了解上述标准对锂蓄电池相关安全性能要求请进入

四、锂离子蓄电池在通信电源系统的使用

1、通信终端用直供电源

由于锂离子蓄电池的突出特点,特别是其极高的比能量特性,成为移动通信终端所使用的直供电源,首当其冲。在通信终端中,目前几乎是锂离子蓄电池供电。

我国国家标准GB/T 18287 《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》,规定了移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组的术语和定义、技术要求等内容。通信行业标准YD/T 998.1《移动通信手持机用锂离子电源及充电器 锂离子电源》也对移动通信手持机用锂离子电源的技术要求做出了规定。

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由于锂离子蓄电池在使用过程中(充放电过程),可能导致如漏液、起火、爆炸和过热等危险,而包含有锂蓄电池的移动通信终端又属于人们随身携带、近身使用的一个物品。由此,我国国家标准GB 31241《便携式电子产品用锂离子电池和电池组 安全要求》专门对包括移动通信终端在内的便携式电子产品用锂离子电池的安全要求作出了规定。我国通信行业标准YD/T 1268.1《移动通信手持机锂电池的安全要求和试验方法》也规范了移动通信手持机用锂离子电池的安全性能要求。

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2、通信设备用后备电源

我们知道,通信局(站)的通信设备供电电源,目前大量使用的是阀控式密封铅酸蓄电池(VRLAB作为后备电池。这主要是因为铅酸蓄电池的价格较低,建设成本小的特点,但其存在着比能量低、体积大、寿命短等缺点。因此,在通信电源系统中采用锂离子蓄电池组作为机房通信设备用后备电源,将会为通信机房节省大量的空间,尤其是在如今直流分散供电方式下。随着锂电池价格的降低,其代替VRLAB作为通信机房设备的后备电源将成为可能。为此,我国在2011年已开始发布了YD/T 2344.x《通信用磷酸铁锂电池组》的通信行业系列标准,采用磷酸铁(FePO4)锂离子电池组作为通信设备电源的后备电池组,系列标准对应用及要求作出了相应的规定。

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附录
本文的附表2019-07-03
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