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行业新闻
2013-06
06
ABLE锂电池在仪表行业中的应用
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现代电子仪表需用电池:
— 作为主电源(气、水、热表 + 读数器)
— 作为记忆后备和实时时钟电源(电表)
电子仪表为何使用锂电池?
—   工作电压超过2V
—   工作温度范围宽广
—    脉冲放电能力强
—    数年的工作寿命内可靠性高
—    安全性好
当前市场上有4种锂电化学体系:
Li-SOCl2 (ER) ,  Li-SO2 (WR) ,  Li-MnO2 (CR) ,  Li-CFX (BR)
ABLE能提供其中的3项: Li-SOCl2, Li-SO2,Li-MnO2
—   ABLE为多数仪表推荐使用Li-SOCl2电池
为什么是 Li-SOCl2电池?
一、高及稳定工作电压(开路电压 >3.6V ,负载电压 >3.0V)
二、脉冲放电优势(建议最大脉冲:1秒/分,4500mA)
三、更为宽阔的工作温度范围(储存:-60/100℃ ,工作:-60/85℃)
四、更高的容量优势(ER14250≥1.0AH  ER14505≥2.4AH)
五、更少的自放电,更长地贮存、使用寿命(小于1%,5~15年)
六、更突出的安全性能(无运输限制)
七、良好的记录和口碑(超过10年以上应用历史)
仪表行业对锂电池应用的要求:
一、电池预期寿命
二、脉冲时电压响应
三、工作温度范围
四、安全性
五、环境
六、旧电池处理
七、电池制造商的技术支持
一、  电池预期寿命
——取决于:①单体电池中的锂金属数量;
           ②仪表消耗的电流;
           ③在储存和使用时“自放电”消耗的容量。
C寿命 = A标称容量 – B仪表消耗容量 – C自放电容量 – D遗留容量
A标称容量:取决于电池种类、尺寸……
电表常用: ABLE    Li-SOCl2  ER14250 1.2Ah
水表常用: ABLE    Li-SOCl2     ER14505 2.4Ah ER14505H 2.7Ah
          而:   Li-MnO2   CR14250    0.6~0.95Ah
                                  CR14505 1.6~1.8Ah
B仪表消耗容量:取决于设计、放电电流、使用温度、终止电压……
C自放电容量:取决于电池种类、尺寸、结构、电解质、温度及放电状态……
ABLE  Li-SOCl2   ER14250   在20℃储存时,年自放电率 < 1%
                                       在45℃储存时自放电率是20℃时的2倍
寿命终点评估:有利于仪表正常工作,数据保留,更换电池……
Li-SOCl2电池工作电压高且稳定,可保证多数仪表终身(使用)寿命。
二、   脉冲时电压响应
——-取决于:
     ①电池类型(化学性和尺寸);
     ②脉冲电流大小、存放时间、温度…和必须对仪表最小可承受“终止电压”评估。
----锂电池的钝化:
       -SOCl2电池而言,存在锂电池钝化
优点:
a) 它是锂金属的保护膜
b) 减少电池自放电——导致长寿命(>10年)
--对电表不是一个问题(在适度的电流和温度条件下)
缺点:— 大电流条件下,电压滞后
消除钝化:a) 合适品牌、材料、添加剂……,以控制钝化形成;
                b) 调节电流特性(小电流脉冲消除钝化);
         c) 并联电容;
                d) 选择合适电池、大小或结构。
三、 工作温度范围
锂电池(一次性)能在宽广的温度范围内贮存和工作,特别是具有玻璃-金属的密封的Li-SOCl2电池,是唯一保证完美密封性和防止电解液损失的方法。
低温下:
——取决于密封结构
(Li-SOCl2的气密密封无限制,而Li-MnO2的塑料密封易变脆,造成电液泄漏)
——取决于电解质电导的衰减
(SOCl2的凝固点为-104℃,因此在-60℃仍然可以工作;而Li-MnO2的有机电解质易凝固,不适合在-20℃以下工作。)
高温下:
——取决于密封结构
(Li-SOCl2电池在120℃保持气密密封,而Li-MnO2的塑料/树脂密封易软化、开裂等)
——取决于电池内部压力
——取决于工作电流
(Li-SOCl2不超过85℃是合理的)
—>ABLE  Li-SOCl2  储存:-60/+100℃  工作:-60/+85℃
四、安全性
安全性意味着在运输、贮存、操作、使用和处理过程中无电解液泄漏,电池泄放、解体(爆炸)或火焰之类不受欢迎的事件出现的能力。
—— 在运输、贮存中:
a)ABLE Li-SOCl2电池不受运输限制,得到UL认证
b)以往无生产和运输过程中的不良记录
— 在正常使用中:
a)  气密性封装结构保证电池无泄漏;
b)  常用的Li-SOCl2电池是碳包式结构,属“低功率”型。万一误操作时,具有和其它一次锂电池相同的安全性(短路时无泄漏、无爆炸,挤压时无爆炸、无起火);
c) 符合EN50020“欧洲防爆电气标准”的要求(可以在爆炸性环境下使用)。
—— 在滥用条件下:
冲击、跌落、振动、撞击  →  无泄漏
挤压、针刺                      →  无爆炸、无起火
在20℃下短路               →  I max 0.8A   T max 85℃  无泄漏,无爆炸
充电                               →  OK,如果充分小的/充分短的(i.e.12mA/350hrs)
加热                               →  在150℃以上泄漏
安全性指南:
a)         了解并掌握锂电池的特性,正确使用;
b)        不要挤压、充电、拆卸、加热、焚烧或短路;
c)        对锂电池的合理保护。
五、  环境
——所有的锂电池都包含活性物质,溶剂,化学盐,它们都可能影响环境
     → 环境关注有关电池的尺寸和密封性是否在预期的目标内
——注意锂电池工厂的安全记录,以及产品的运输和使用记录
ABLE 锂亚电池和环境:
—    锂亚电池是小的和密封的
—    锂亚电池不含重金属(汞、铅、镉)
—    锂亚电池含有酸性的/腐蚀性的/非燃性的SOCl2和SO2,但不含可燃性的有机溶剂和高氯酸盐,以及在着火情况下不稳定的化学物质如MnO2
—     20多年来,已有数百万节锂亚电池存在我们日常生活环境里(住房、轿车、电脑),但没有任何记录记载健康/安全问题
六、旧电池处理
—     对于不同化学类型电池处理的地区法规是不同的
—     亚硫酰氯SOCl2技术使回收容易
—     电池回收商惯于处理锂电池
七、 技术支持
—    ABLE专攻专业用途,并惯于研究仪表项目
—    ABLE的经验
- 仪表项目需要长时间的预备讨论
- 在项目启动后,最好尽早考虑电池的选择
- 经常评估仪表电路特性和工作温度条件
仪表行业在设计和使用电池中应注意的事项:
(1)设计研发或设计人员选择电池应考虑:
a)         工作电流
b)        环境温度
c)        终止电压
d)        预期寿命
(2)检验
检验程序可根据用户而变化,但一般包括:
a)       外观检验
b)      尺寸检验
c)      开路电压检验
d)      负载电压检验
e)       放电检验
(3)贮存
ABLE锂原电池的重要建议是简单的:阴凉、通风良好的条件和期限最好不超过3年。在贮存的范围内,应用先进先出的原则(根据打印在外套管上的电池日期码)。
如:   2004.10    (电池成品日期为2004年10月。)
(4)操作
锂电池的操作是安全的,只要注意防止机械损坏和偶发性的短路。
在使用中,请注意以下事项:
a)  用该电池前请勿除去原有包装;
b)  为避免短路,请勿散装电池;
c)  请勿加热超过85°C,或焚烧电池;
d)  请勿解剖电池;
e)  禁止给电池充电;
f)   请勿直接在电池体上焊锡(应使用带引出片电池焊锡);
g)  请勿混用新旧电池,或产地不同的电池;
h) 请勿反极。
  ABLE将一如既往竭诚为广大的仪表用户服务!A

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