日常使用的锂电池上,新、旧锂电池的差异分析

前言

现在为止也开发了许多杰理和中科蓝讯蓝牙芯片的TWS蓝牙耳机、音响项目 SDK 的案子,在调试案子时不断的向前辈们学习到了很多关于蓝牙音响、蓝牙TWS耳机专业的知识。想在这里做一个学习汇总,方便各位同行和对中科蓝汛芯片SDK感兴趣的小伙伴们学习;

本章详细讲解在日常使用的锂电池上,新旧锂电池的差异分析

前提:

同规格、同容量、同电芯体系(比如都是 18650 三元锂 / 磷酸铁锂、钴酸锂),新旧对比。旧电池指已经循环使用过、有老化的电池,不是破损坏电池。

1. 实际可用容量(最直观差别)

新电池:容量接近标称值,一般≥标称容量的 98%。

旧电池 :容量衰减。行业一般把容量掉到 80% 标称容量 定为电池寿命终点。 举例:2000mAh 电芯,旧电池可能只剩 1600mAh 甚至更低,续航直接变短。

误差来源:反复充放电、高温、过充过放,活性材料损耗、锂析出,可参与反应的锂变少。

2. 内阻差异(工程上非常关键,做蓝牙电源、便携设备重点看这个)

新电芯:内阻低且一致性好,放电压降小,大电流带载电压不容易掉。

老化旧电芯 :内阻明显变大 大电流放电时电压掉得快;

放电发热更大;

充电时更容易发热;

多串电池组里,旧电芯会成为短板,整组性能被它拖累。

3. 开路电压 & 电压曲线差别

同样静置后的开路电压,新旧电芯哪怕电压读数接近,放电曲线不一样:

新电池:平台电压稳定,电压下降缓慢;

旧电池:平台变短,后期电压掉得很快,看起来有电,一带负载就瞬间掉压关机(蓝牙耳机、便携设备很常见)。

简单测试:静置测电压看着差不多,一带负载立刻看出差距。

注意TWS 蓝牙耳机单耳里那种小小的方块电池,行业里标准叫法是软包聚合物锂离子电池 (简称聚合物软包电芯),电化学体系以高压钴酸锂为主,少数用三元材料,是消费类小型锂电里定制化程度最高的一类。在实际开发中它的电池放电曲线在3.5V左右掉3.1V往往是快速的,可能一分钟都没有就掉没了;

4. 自放电(漏电速度)

新电池:自放电小,放几个月电量掉很少;

老化旧电芯:自放电更大,闲置的时候掉电更快,放一段时间就没电。

多串并联组里,旧电芯自放电高会导致压差越放越大,保护板容易触发保护。

5. 安全特性差别

新电池:隔膜、电解液完好,热稳定性好;

旧电池: 内部可能有锂枝晶、隔膜轻微破损,过充、短路、高温下风险更高,更容易鼓包。

鼓包电芯绝对不要再继续使用。

6. 充放电特性

  1. 充电:旧电池充到后期电压上升快,还没充多少容量就到截止电压,显示满电但实际容量低;
  2. 充电发热:旧电芯充电温升更高;
  3. 循环寿命:旧电池剩余循环次数很少,再继续用衰减会加速。

总结:

新电池:容量足、内阻低、电压平台稳、自放电小、安全余量高

旧电池:容量缩水、内阻上升、带载容易掉压、自放电更大、安全余量下降 ,严禁新旧直接混联成电池组。


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