手机锂电池防爆技术(通用10篇)
篇1:手机锂电池防爆技术
锂电池防爆技术
作者:蓝信彰,美国史丹福大学电机博士,台湾科技大学副教授,宜电董事长
前 言
锂离子电池已经成为可携式电子产品的首选电池。这种电池容量密度高、价格具竞争力,预计未来几年仍将是市场主流。但是锂电池却一直潜藏着爆炸的危险。由于应用愈来愈广,爆炸事件也就层出不穷。其实,透过正确的电池系统设计及电芯等级判定,锂离子电池是可以做到非常安全的。目前防爆线路及防爆电芯技术都已成熟,爆炸事件应该可以愈来愈少。
锂离子电池特性
锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。体积小所以容量密度高,广受消费者与工程师欢迎。但是,化学特性太活泼,则带来了极高的危险性。锂金属暴露在空气中时,会与氧气产生激烈的氧化反应而爆炸。为了提升安全性及电压,科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。这些材料的分子结构,形成了奈米等级的细小储存格子,可用来储存锂原子。这样一来,即使是电池外壳破裂,氧气进入,也会因氧分子太大,进不了这些细小的储存格,使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。锂离子电池的这种原理,使得人们在获得它高容量密度的同时,也达到安全的目的。
锂离子电池充电时,正极的锂原子会丧失电子,氧化为锂离子。锂离子经由电解液游到负极去,进入负极的储存格,并获得一个电子,还原为锂原子。放电时,整个程序倒过来。为了防止电池的正负极直接碰触而短路,电池内会再加上一种拥有众多细孔的隔膜纸,来防止短路。好的隔膜纸还可以在电池温度过高时,自动关闭细孔,让锂离子无法穿越,以自废武功,防止危险发生。
保护措施
锂电池芯过充到电压高于4.2V后,会开始产生副作用。过充电压愈高,危险性也跟着愈高。锂电芯电压高于4.2V后,正极材料内剩下的锂原子数量不到一半,此时储存格常会垮掉,让电池容量产生永久性的下降。如果继续充电,由于负极的储存格已经装满了锂原子,后续的锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜
纸,使正负极短路。有时在短路发生前电池就先爆炸,这是因为在过充过程,电解液等材料会裂解产生气体,使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂,让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应,进而爆炸。因此,锂电池充电时,一定要设定电压上限,才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为4.2V。
锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时,部分材料会开始被破坏。又由于电池会自放电,放愈久电压会愈低,因此,放电时最好不要放到2.4V才停止。锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间,所释放的能量只占电池容量的3%左右。因此,3.0V是一个理想的放电截止电压。
充放电时,除了电压的限制,电流的限制也有其必要。电流过大时,锂离子来不及进入储存格,会聚集于材料表面。这些锂离子获得电子后,会在材料表面产生锂原子结晶,这与过充一样,会造成危险性。万一电池外壳破裂,就会爆炸。
因此,对锂离子电池的保护,至少要包含:充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂电池组内,除了锂电池芯外,都会有一片保护板,这片保护板主要就是提供这三项保护。但是,保护板的这三项保护显然是不够的,全球锂电池爆炸事件还是频传。要确保电池系统的安全性,必须对电池爆炸的原因,进行更仔细的分析。
爆炸类型分析
电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种。此处的外部系指电芯的外部,包含了电池组内部绝缘设计不良等所引起的短路。
当电芯外部发生短路,电子组件又未能切断回路时,电芯内部会产生高热,造成部分电解液汽化,将电池外壳撑大。当电池内部温度高到135摄氏度时,质量好的隔膜纸,会将细孔关闭,电化学反应终止或近乎终止,电流骤降,温度也慢慢下降,进而避免了爆炸发生。但是,细孔关闭率太差,或是细孔根本不会关闭的隔膜纸,会让电池温度继续升高,更多的电解液汽化,最后将电池外壳撑破,甚至将电池温度提高到使材料燃烧并爆炸。
内部短路主要是因为铜箔与铝箔的毛刺穿破隔膜,或是锂原子的树枝状结晶穿破膈膜所造成。这些细小的针状金属,会造成微短路。由于,针很细有一定的电阻值,因此,电流不见得会很大。铜铝箔毛刺系在生产过程造成,可观察到的现象是电池漏电太快,多数可被电芯厂或是组装厂筛检出来。而且,由于毛刺细小,有时会被烧断,使得电池又恢复正常。因此,因毛刺微短路引发爆炸的机率不高。
这样的说法,可以从各电芯厂内部都常有充电后不久,电压就偏低的不良电池,但是却鲜少发生爆炸事件,得到统计上的支持。因此,内部短路引发的爆炸,主要还是因为过充造成的。因为,过充后极片上到处都是针状锂金属结晶,刺穿点到处都是,到处都在发生微短路。因此,电池温度会逐渐升高,最后高温将电解液气体。这种情形,不论是温度过高使材料燃烧爆炸,还是外壳先被撑破,使空气进去与锂金属发生激烈氧化,都是爆炸收场。
但是过充引发内部短路造成的这种爆炸,并不一定发生在充电的当时。有可能电池温度还未高到让材料燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时,消费者就终止充电,带手机出门。这时众多的微短路所产生的热,慢慢的将电池温度提高,经过一段时间后,才发生爆炸。消费者共同的描述都是拿起手机时发现手机很烫,扔掉后就爆炸。
综合以上爆炸的类型,我们可以将防爆重点放在过充的防止、外部短路的防止、及提升电芯安全性三方面。其中过充防止及外部短路防止属于电子防护,与电池系统设计及电池组装有较大关系。电芯安全性提升之重点为化学与机械防护,与电池芯制造厂有较大关系。
设计规范
由于全球手机有数亿只,要达到安全,安全防护的失败率必须低于一亿分之一。由于,电路板的故障率一般都远高于一亿分之一。因此,电池系统设计时,必须有两道以上的安全防线。常见的错误设计是用充电器(adaptor)直接去充电池组。这样将过充的防护重任,完全交给电池组上的保护板。虽然保护板的故障率不高,但是,即使故障率低到百万分之一,机率上全球还是天天都会有爆炸事故发生。
电池系统如能对过充、过放、过电流都分别提供两道安全防护,每道防护的失败率如果是万分之一,两道防护就可以将失败率降到一亿分之一。常见的电池充电系统方块图如下,包含充电器及电池组两大部分。充电器又包含适配器(Adaptor)及充电控制器两部分。适配器将交流电转为直流电,充电控制器则限制直流电的最大电流及最高电压。电池组包含保护板及电池芯两大部分,以及一个PTC来限定最大电流。
文字方块: 适配器交流变直流文字方块: 充电控制器限流限压文字方块: 充电器文字方块: 保护板过充、过放过流等防护文字方块: 电池组文字方块: 限流片文字方块: 电池芯
以手机电池系统为例,过充防护系利用充电器输出电压设定在4.2V左右,来达到第一层防护,这样就算电池组上的保护板失效,电池也不会被过充而发生危险。第二道防护是保护板上的过充防护功能,一般设定为4.3V。这样,保护板平常不必负责切断充电电流,只有当充电器电压异常偏高时,才需要动作。过电流防护则是由保护板及限流片来负责,这也是两道防护,防止过电流及外部短路。由于过放电只会发生在电子产品被使用的过程。因此,一般设计是由该电子产品的线路板来提供第一到防护,电池组上的保护板则提供第二道防护。当电子产品侦测到供电电压低于3.0V时,应该自动关机。如果该产品设计时未设计这项功能,则保护板会在电压低到2.4V时,关闭放电回路。
总之,电池系统设计时,必须对过充、过放、与过电流分别提供两道电子防护。其中保护板是第二道防护。把保护板拿掉后充电,如果电池会爆炸就代表设计不良。
上述方法虽然提供了两道防护,但是由于消费者在充电器坏掉后,常会买非原厂充电器来充电,而充电器业者,基于成本考虑,常将充电控制器拿掉,来降低成本。结果,劣币驱逐良币,市面上出现了许多劣质充电器。这使得过充防护失去了第一道也是最重要的一道防线。而过充又是造成电池爆炸的最重要因素,因此,劣质充电器可以称得上是电池爆炸事件的元凶。
当然,并非所有的电池系统都采用如上图的方案。在有些情况下,电池组内也会有充电控制器的设计。例如:许多笔记型计算机的外加电池棒,就有充电控制器。这是因为笔记型计算机一般都将充电控制器做在计算机内,只给消费者一个适配器。因此,笔记型计算机的外加电池组,就必须有一个充电控制器,才能确保外加电池组在使用适配器充电时的安全。另外,使用汽车点烟器充电的产品,有时也会将充电控制器做在电池组内。
最后的防线
如果电子的防护措施都失败了,最后的一道防线,就要由电芯来提供了。电芯的安全层级,可依据电芯能否通过外部短路和过充来大略区分等级。由于,电池爆炸前,如果内部有锂原子堆积在材料表面,爆炸威力会更大。而且,过充的防护常因消费者使用劣质充电器而只剩一道防线,因此,电芯抗过充能力比抗外部短路的能力更重要。如果,外部短路不会爆炸的电芯,可以得到一颗星。而过充不会爆炸的电芯,可以得到两颗星。那么电芯的安全等级,就有零颗星到三颗星,四种等级。日本制和台湾制的电池芯,通常都可达到三颗星的最高等级,中国制的电芯就参差不齐。下表为市场上常见锂电芯的安全等级。
安全等级
过充不爆炸
短路不爆炸
代 表 厂 商
★★★
O O
日本厂、能元、宜电等
★★
O X
★
X O
大陆一、二级厂
☆
X X
大陆二、三级厂
电芯抗外部短路的方法,通常包括使用高质量的隔膜纸和采用压力阀两种措施。其中高质量的隔膜效果最好,外部短路时超过百分之九十九的电池不会发生爆炸。压力阀则有副作用。例如电池过充时,压力阀如果太早破裂,会让氧气进入导致爆炸。另外,中国制压力阀的精密度非常不可*。中国铝壳厂生产的铝壳,不到一成的压力阀会在业者宣称的压力范围内起作用,可*度只有百分之一、二。因此,对组装厂而言,要确保电池不会发生短路爆炸,最好的方法还是直接作实验。只要将电池充饱电,再放入防爆箱中短路即可判定抗短路的能力。
电池芯抗过充的方法则非常复杂,必须考虑化学配方、外壳机械特性、及配套的电子组件。一般系利用电池过充到某个电压时,让添加物开始发生反应,一方面增加内阻,一方面将电能转为热能,以达到1C/12V过充6小时,不会爆炸的安全水平。对于串并用的电池,有时还会再加上配套的电子组件或精密的压力阀。
目前中国制电芯约近半数可以通过短路测试,但是绝大多数都无法通过过充测试。又由于电子防护方面,最容易崩溃的防线是过充防护,而过充所衍生的爆炸也最严重。因此,电池芯的抗过充能力,是相关业者在选择电池芯时,重点中的重点。对单颗使用的电池而言,至少要能达到1C/6V过充6小时不爆炸。对串联使用的电池,至少要能通过1C/12V过充6小时。这样才能在消费者使用劣质充电器的情形下,确保电池组的安全。
责任归属
电池组发生爆炸事件时,分析爆炸原因,是判定责任归属的第一步。如果是短路爆炸且短路的部位在电池组的外部,这必然是两道电子防护都失效且电芯也未能通过短路的考验。这时保护板厂商、电芯厂商、PTC厂商、与组装厂商都有责任。但是这种情况发生的机率不高。如果短路的部位在电池组的内部,最可能的导因是绝缘失效且电芯未能通过短路的考验。因此,组装厂与电芯厂都有责任。如果是过充爆炸,通常导因于充电器电压过高、保护板因温度过高而暂时性或永久性的失效、且电芯未能防过充。由于所有电芯厂都只保证电芯短路时不爆炸,而不保证过充时不爆炸。组装厂也都会于产品上标示,『只能用原厂充电器』。因此,充电器厂与通信行的责任最大,保护板厂商与组装厂次之。有非常多的充电器,虽然标示的输出电压在4.2V左右,实际电压则超过5V。这种情况下,责任显然在充电器厂与通信行。如果充电器厂商如实的标示高于5V的电压,结果通信行还把它卖给消费者当手机充电器,那么通信行就要负最大的责任了。
鉴定电池组爆炸原因的专业度非常高,而且费用不訾。由于组装厂在整个供应链里,扮演者将电芯变安全的角色。因此,在责任不清时,常需先负担该费用。因此,选用安全性高的电芯,尤其是抗过充的电芯,对组装厂至为重要。
消费者注意事项
锂离子电池系统如果设计得当,对于过充、过放、过电流都有两道电子防护,而且电芯也通得过短路测试与过充测试。那么,安全性应该无虞,消费者可以安心的使用。
买充电器时,最好买原厂的充电器。买非原厂充电器,不要轻信厂商标示的输出电压值。应请通信行用电表量一下充电座的输出电压值,电压低于4.3V才可使用。必须使用电压高于4.3V的充电器时,最好是插在手机尾部充电。切勿将非原厂电池组放在非原厂的充电座上充电,多数的爆炸都是这样发生的
篇2:手机锂电池防爆技术
锂电池属于耐用品不需要给其配上昂贵的原装座充,一般品牌的普通的座充即可,价格在5-30元,省去了直充需要依赖手机的限制。手机锂电池的质量直接会影响到手机续航能力,因此一个高质量的手机锂电池会提高手机的续航能力。
二。手机锂电池的充放电正确方法
手机锂电池充电正确方法现在手机用的是锂离子电池,所以,不存在记忆效应问题,也不需要激活,第一次充电不需要像镍电那样冲12小时以上,只需要充4小时左右,离子电池的寿命只与充电次数有关系,锂离子电池可以充电1000次左右。待机时间与使用情况有关系。但是,卖手机的却说前面三次充电时间要达到12小时。到底怎么回事?
关于如何充电的方法:
1、如何为新电池充电在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3-5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。
对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。通常,手机说明书上介绍的充电方法,就是适合该手机的标准充电方法。
此外,锂电池的手机或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。
此外在对某些手机上,充电超过一定的时间后,如果不去取下充电器,这时系统不仅不停止充电,还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的,但显然对电池和手机/充电器的寿命而言是不利的。同时,长充电需要很长的时间,往往需要在夜间进行,而以我国电网的情况看,许多地方夜间的电压都比较高,而且波动较大。前面已经说过,锂电池是很娇贵的,它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多,于是这又带来附加的危险。
此外,不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电,过放电对锂电池同样也很不利。这就引出下面的问题。
2、正常使用中应该何时开始充电,经常可以见到这种说法,因为充放电的次数是有限的,所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电。但是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下:循环寿命 (10%DOD):>1000次循环寿命 (100%DOD):>200次
3、对锂电池手机的正确做法归结起来,我对锂电池手机在使用中的充放电问题最重要的提示是:a 按照标准的时间和程序充电,即使是前三次也要如此进行;b 当出现手机电量过低提示时,应该尽量及时开始充电;c 锂电池的激活并不需要特别的方法,在手机正常使用中锂电池会自然激活。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电激活”方法,实际上也不会有效果。
因此,所有追求12小时超长充电和把锂电池手机用到自动关机的做法,都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的,请你及时改正,也许为时还不晚。
当然,在手机及充电器自身保护和控制电路质量良好的情况下,对锂电池的保护还是有相当保证的。所以对充电规则的理解才是重点,在某些情况下也是可以做出某种让步的。比如你发现手机在你夜晚睡觉前必须充电的话,你也可以在睡前开始充电。问题的关键在于,你应该知道正确的做法是什么,并且不要刻意按照错误的说法去做。手机锂电池的充放电是有讲究的,同时一些品牌电池能做到手机电池充放电次数较多。
4、使用锂电池注意防火有许多人或许是从手机才开始熟悉锂电池的。其实,它在许多家电中都有使用。毋庸置疑,锂电池高效、体轻等等优点正使其迅速地推广应用开来。可是,你是否知道,使用不慎,它也会使你惹“火”上身?
锂电池具有体轻、高效、耐低温(-40℃)等优点,0.3mm厚、邮票大小的锂电池可连续使用5年以上,近年来正逐步淘汰现用的碱性干电池和锰电池,广泛应用于许多高档家电和手机中。
锂电池不同于现用的锰电池和碱性干电池的氯化锌和氢氧化钾水溶电解液,它使用的是有机溶媒。锂电池正极采用二氧化锰、氟化铅、氯化亚硫等材料。负极采用的锂金属箔同一般电池负极使用的氯化锌相比,离子化倾向强、正负极电压差大,这样提高了锂电池的工作效能。
但是,锂电池在使用过程中常常会出现发热、燃烧现象,轻者影响主机使用,重者还会烧毁主机引起火灾。据报道,日本近年来已发生多起因锂电池发热燃烧引起的家庭火灾事故。
那么锂电池为什么会发热、燃烧呢?原来锂电池中的许多材料与水接触后,可发生剧烈的化学反应并释放出大量热能导致发热、燃烧现象。锂电池正极的二氧化锰,只沾一小滴水便可出现发热现象。锂电池中的氯化亚硫与水接触后,在生成盐酸和二氧化硫的同时释放热能,几种因素使锂电池成为生活中的“火种”,因此人们在使用锂电池时一定要注意防水、防潮湿。各种主机停用后,应取下锂电池置于干燥、低温处妥善保管,以预防和避免因锂电池使用不当而引起家庭火灾事故的发生。
关于锂电池及手机电池在使用过程中出现膨胀的原因及分析
电池用久了正常情况下是不会膨胀,电池膨胀的原因是充电时间过长导致的。它不会影响使用,只是待机时间会越来越短。电池发热膨胀的原因:
a 手机在待机时的功耗是很小的,也就是说它的电池的等效负荷电阻大,所以放电电流很小所以电池不会发热,电池电能的内耗很小。
b 手机在待通话或游戏时的功耗是很大的,也就是说它的电池的等效负荷电阻小,工作时是大电流放电。电池在放掉一部分电以后,内阻增大,但是,手机的工作需要的电流不能减小,那么,相当大的一部分能量就消耗在电池的内阻上,导致电池发热,放电加速,电池的使用时间也就很快的缩短。
以上就是手机电池在长时间使用是会发热的原因。
5 手机电池发热的危害及解决办法a 手机电池长时间发热会导致手机内部机件发热,从而使手机重新启动或 挂断通话中的电话。
b 手机电池长时间发热会使电池本身的热量增加,如果是密封的(NOKIA之类的是不密封的,是直接将电池装入的)电池会使其内部空气剧烈膨胀,导致电池象外突起,严重的会使电池爆炸。
c 手机电池长时间发热会加速手机本身的老化进程,缩短其寿命。
以上就是手机电池长时间发热对手机的危害。
解决办法:1.如果手机电池已经被充的鼓起来的话,也有办法解决。就是用手指先找到电池的空隙(手机电池背面靠近手机充电电极一方,按下去有点软的地方),用针对将戳一个小洞,让里面的空气跑出来就行了。
篇3:防爆蓄电池单轨吊车及应用
单轨吊车是一种机动性强、运行速度快、载重量大、安全可靠的行驶于悬吊单轨系统的辅助运输设备,主要用于采区上、下山和工作面平巷内运送材料、设备和人员。1985年,我国成功研制出了第一台FND-40型防爆柴油机单轨吊车,填补了国内空白。其后,国内相继研制出各种型号不同的单轨吊车,单轨吊在我国煤矿井下也逐步得到了推广和应用。目前我国已经使用的较先进的单轨吊车有防爆柴油机单轨吊车和防爆蓄电池单轨吊车。防爆蓄电池单轨吊车是继防爆柴油机单轨吊车之后的又一种高效煤矿井下辅助运输设备,与防爆柴油机单轨吊车相比,它具有排气无污染、运转热量小、噪音低、维护工作量小和易实现自动控制等优势,在矿山具有更广阔的推广应用前景。
1 防爆蓄电池单轨吊车类型和工作原理
防爆蓄电池单轨吊车有许多不同的型号,如:有用于巷道底板条件差的,能快速运人和运送一些轻型辅料的DX27型、TXD-25型防爆蓄电池单轨吊车,有用于掘进距离长、速度快的掘进巷道运输的TXD-7型防爆蓄电池单轨吊车,以及用于大型综采工作面,运送机重量大机械装备的DXP40型、DX6型和DX80型防爆蓄电池单轨吊车。这里主要介绍的是XTD-7型、TXD-25型、DXP40型三种防爆蓄电池单轨吊车。
XTD-7型和TXD-25型防爆蓄电池单轨吊车的工作原理:以防爆特殊型蓄电池为动力源,通过直流电机、分动箱、摇臂箱带动驱动轮旋转实现行走,由液压系统压紧驱动轮和制动机车。[1]
DXP40型防爆蓄电池单轨吊车的工作原理:以蓄电池为动力电源,蓄电池经电控箱内逆变器,将直流电逆变成三相交流电,驱动牵引电机及油泵电机。牵引电机动力经减速机传递至摩擦驱动轮,使摩擦驱动轮和吊轨摩擦产生驱动力,牵引机车前进。同时还具有能量回馈制动功能。机车下坡时,重力势能使驱动电机发出电能,反向蓄电池充电,实现电能回馈。
2 系统组成、技术参数和适用条件
2.1 XTD-7型防爆特殊型蓄电池单轨吊车
XTD-7型防爆特殊型蓄电池单轨吊车主要由司机室、驱动部、紧急制动车、电源车、物料车和悬挂装置等组成。其技术参数为:[2]
最大牵引力10.3kN;
最大制动力12kN;
最大车速1.5m/s;
最大爬坡能力12°;
水平转弯半径4m;
垂直转弯半径7m;
额定最大单件载重量2.00t;
长×宽×轨道下高10m×0.6m×1.2m;
蓄电池容量220Ah;
机车总功率4.5kW;
机车总重1.6t。
XTD-7型防爆特殊型蓄电池单轨吊车适用于采面的辅助运输和掘进巷道的后配套辅助运输。对中、小型断面巷道具有较好的通过性,特别适用在通风不良的独头掘进巷道中运输。
2.2 TXD-25防爆特殊型蓄电池单轨吊车
TXD-25防爆特殊型蓄电池单轨吊车主要机车由前后司机室、前后驱动部、制动装置、防爆特殊型电源装置、吊梁等组成。其技术参数为:[3]
最大牵引力32kN;
最大制动力48kN;
最大车速1.6m/s;
最大爬坡能力12°;
水平转弯半径4m;
垂直转弯半径10m;
额定最大单件载重量8.00t;
长×宽×轨道下高10.6m×0.8m×1.12m;
蓄电池容量385Ah;
机车总功率25kW
机车总重6.8t。
TXD-25防爆特殊型蓄电池单轨吊车适用于掘进工作面材料、设备及人员的运输。由于它无排气污染,运行热量很小,非常适宜于通风不良的采区顺槽和独头掘进巷道的物件运输。
2.3 DXP40型蓄电池单轨吊车
DXP40型蓄电池单轨吊车由两个司机室、驱动部、控制梁架、蓄电池组装置、悬挂装置、电气系统、液压系统等组成。其技术参数为:
最大牵引力60kN;
最大制动力90kN;
最大车速1.65m/s;
最大爬坡能力12°;
水平转弯半径4m;
垂直转弯半径10m;
额定最大单件载重量16t;
长×宽×轨道下高16m×0.75m×1.25m;
蓄电池容量560Ah;
机车总功率41.5kW;
机车总重8.5t。
DXP40型蓄电池单轨吊车适合于综采支架、综掘机、煤机等大型设备的运输,能实现多条巷道之间的连续运输。
3 蓄电池单轨吊车应用
新汶矿业集团的翟镇煤矿以前使用的是传统的地轨运输方式,运送采区顺槽中采煤工作面和掘进工作面采煤设备、备件、支护材料。最初是用小绞车,结果存在运输效率低,占用人员和设备多,受巷道变形影响严重,维护量大,安全隐患大等诸多问题。
随后使用了无极绳连续运输车,尽管运输效率有所提高,设备和人员占用少了,安全性也有所提高,但仍存在不少问题,如:无极绳连续运输车对巷道条件要求较高,大坡度、短距离巷道很难适应;运输距离受限,运距一般不能超过2200m;受钢丝绳限制,一部卡轨车只能在一条巷道内使用,不能同时服务于多条巷道;仍存在安全隐患;受巷道变形影响还是严重,维护量仍然很大。
翟镇煤矿根据矿井的实际情况,在3203轨道巷、运输巷、中间巷三条巷道安装了一部DXP40型防爆蓄电池单轨吊车,用于采掘工作面支架等设备、支护材料和人员的运送。3203轨道巷、运输巷、中间巷三条巷道,轨道总长度5000m(其中轨道巷长度1415m,运输巷1415m,中间巷1415m,三采轨道及片口车场475m,切眼长度280m),巷道最大坡度12°。他们在每3m设一个固定点,每处采用两根锚杆固定,将三采轨道作为联络巷,在三条巷道中形成整套单轨吊系统。
防爆蓄电池电单轨吊车在投入生产后取得了显著的社会效应。
第一简化了运输环节,解决了传统的地轨运输方式工人劳动强度大,占用人员多,维护工作量大,安全系数小等难题,优化了现场工作环境,减轻了运输人员的劳动强度。
第二实现了运输环节的全过程控制,避免了传统的地轨运输方式带来的掉道、断绳、跑车等诸多不安全因素,降低了运输事故。
第三解决了大型设备在井下空间限制、组装难的问题,综采支架、综掘机、煤机等大型设备可整机直接运送到安装点无需转载,避免了反复拆卸所带来的人为损耗。
第四与传统地轨运输方式相比操作简单、维护方便,通过调节轨道悬吊链可调整道轨高度,不受底板条件限制。
第五解决了回采工作面顺槽巷道行人运输难题,有效的节约了职工体力,为安全提供了有力的保障。
第六采用蓄电池为动力源,频率和电压可调,并利用先进的矢量控制方法实现重力势能转换,再生制动,低噪音,无污染、牵引力平稳、运行成本低廉,环保节能。
防爆蓄电池电单轨吊车在投入生产后经济效应非常可观。普通的地轨运输费用:设备材料费年投入399.15万元,每年折旧费用为63.45万元;轨道费年用投入210.21万元,每年折旧费用为118.62万元。人工费用为133.2万元,共计335.95。单轨吊车年投入110万元,每年折旧费用为60万元,轨道费用投入216.89万元,每年折旧费用为19.61万元,人工费用为36万元,共计210.90。通过比较,三采区一部单轨后应用后,每年产生直接经济效应近125.05万元。
实践证明,单轨吊车在煤矿井下的应用,开创了井下辅助运输的新局面。蓄电池单轨吊车由于具有适应性强、适用范围广、灵活性强、运力大、占用人员少、运输效率高、安装维护方便、安全性好等特点,必将得到更广泛的应用,成为煤矿辅助运输机械的发展方向,为现代化矿井的生产建设提供有力的保障。
参考文献
[1]刘玉水.单轨吊推广应用的几个问题[J].山东煤炭科技,2010.01:46-47.
[2]赵国平.煤矿井下用单轨吊车[J].煤矿机械,1999.01:28-30.
篇4:手机锂电池防爆技术
似乎厂商为了解决续航用尽了浑身解数,都无法让智能手机获得功能机那样的待机时间,提升电池的容量以及各种节电方法仍挡不住越来越耗电的手机元件。屏幕、处理器、4G网络无时无刻不在消耗着电池电量,更重要的是手机电池的容量提升到3000mAh之后,再难获得更大的容量,这我们就得从电池本身说起。
看似停滞不前的电池技术
从锂离子电池逐渐取代镍氢电池后,在消费者眼中我们现阶段使用的电池除了容量的提升之外,并没有革命性的进步了。智能手机的待机时间越来越短更加坚定了他们的看法,随着手机硬件呈几何倍数的增长,进步缓慢的手机电池似乎严重影响了智能手机的待机时间,相信经历过功能机时代的用户很难接受一天都不到的使用时间。
其实,伴随着手机技术的发展,手机电池也在不断地进步。镍氢电池到锂离子电池,再到Li离子聚合物电池,不断进步的电池技术已经给了我们这个时代最好的商用级的电池,能量密度提升、电池体积缩小以及更多充放电次数的锂离子聚合物电池支持了现阶段手机的发展。
当电池从镍氢步入锂离子后,电池电芯技术进入了全新的化学电池控制时代。在提高电芯能量密度的同时,电池设计的改变与化学物质的变化也使得电池的关键参数得以长足地提高。当然,锂离子并不是现阶段手机电池的最终形态,锂离子聚合物电池便是现阶段我们拥有的最好的商用级电池。锂离子聚合物电池电芯跟锂离子电池电芯相似,使用碳作为阳极,金属氧化物作为阴极,凝胶体作为电解液,采用凝胶体隔膜作为绝缘体。它与传统液态锂离子电池区别在于电解质的不同。锂离子电池使用的是液体电解质,而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替。
锂离子聚合物电池具有更大的容量和更高的能量密度。与Li离子电池相似,它的自放电的漏电流也很小。锂离子聚合物电池技术的发展很大程度上提高了电池的能量密度、使用寿命、工作温度和存储时间,这种电池的能量使用效率非常高。外形上,锂离子聚合物电池使用塑料容器,比锂离子电池的金属外壳有可塑性的优势,这便为超薄智能手机的出现带来了可能。不过,锂离子聚合物电池也容易受外力影响产生膨胀,在手机厂商工艺获得巨大提升后,手机因电池膨胀而损坏已经是个例。
锂离子电池按照正极材料分类有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元,按照电解液分有聚合物、液体电解液,虽然说聚合物充当电解质在稳定性和充放电上有不错的优势,但总的来说这些电池的能量密度相差无几。随着工艺的进步,每年电池的能量密度都在小幅提升,电压也稍有升高,但是要做大电量,最直接的办法还是增加电池体积。
所以说,现阶段锂离子聚合物电池已经是最好也是最为成熟的商用级产品,手机在电池续航能力方面没全新的突破,只是电池材料上的瓶颈问题,在出现新型电池材料前,电池想要在技术上突破只能是纸上谈兵,提升续航能力只能扩大电池体积。
百花齐放的“下一代”电池技术
我们在任意一个搜索引擎中以“手机电池”为关键词进行搜索,各种电池突破的文章铺天盖地的袭来,看似电池技术真的将获得巨大的突破,充电时间大大缩短续航时间翻倍提升。其实关于“下一代的革命性电池技术”,我们已经听过太多的版本了,除了最接近现实可装在更小空间里提供更多能量且稳定性更好的石墨烯电池外,更多的电池技术更像是实验室级产品,融入硅珠锂离子电池有更多的能量密度,还没解决无法储存能量的超级电容,甚至还有更加离奇的空气电极技术,据说这项技术结合了碳纳米材料和碳纳米管等前沿科技,通过物理重组以让电池在微观层面获得更好的寿命。这些听起来运用在手机上都很不错,但是它们基本上没有一项能够达到消费级。
好在,2015年3月首款石墨烯手机在重庆发布,或许是工程产品,我们并没有获得石墨烯手机续航能力的具体参数。同时坐落在硅谷的Amprius公司,也宣布创造出了全新的锂离子电池,通过硅和碳的混合单元,可以容纳比现有方案多20%能量的电池,不过他们的最终目标是开发出比现有电池方案提升50%的锂离子聚合物电池,这都需要一定时间的等待。
随着电动汽车市场的不断发展,汽车行业介入电池发展以此来获得更加出色的电池技术相信是一个必然的过程,当能源开发商获得汽车制造商的资金支持后,开发速度能明显加快,电池技术有任何一点微小的进步,将对手机行业以及电动汽车行业,还有更多产品构成深远的影响。
篇5:手机电脑中锂电池的正确使用方法
1.当充则充。在智能手机出现初期,每家手机厂商出于保护自己利益的初衷,往往强调用原装充电器(包括充电线)来给用电设备充电,有的厂家设计专门的数据线,并且不支持别的充电器(包括充电线)。后来,随着智能手机和手提电脑应用越来越广,再这样下去明显是作茧自缚,所以现在大家基本都统一了标准,一种充电器/线能够给不同品牌和性质的用电器具充电了。充电方便了,用户要注意的一个问题就是尽量随时保持电池带有正常使用的电量。正常情况下,当电量过少时,手机和手提电脑都会有提醒,这时你就需要及时补电,虽然电量过低不会导致直接的安全事故,但过度使用,久而久之就会对电池结构造成破坏。
2、充满即可。锂电池电芯内部也是由诸多元器件所构成的,新电池还好,如果是用了比较长的时间,说不定哪个元器件的功能就会衰退,因此就会发生过充安全风险。三星、苹果被曝光的典型事故,有几起都是因为电器主人睡觉时把手机放床头充电,最后引发燃烧和爆炸。
篇6:手机电池保养
【1】电池出厂前,厂家都进行了激活处理,并进行了预充电,因此电池均有余电,有朋友说电池按照调整期时间充电,待机仍严重不足,假设电池确为正品电池的话,这种情况下应延长调整期再进行3~5次完全充放电。
【2】如果新买的手机电池是锂离子,那么前3~5次充电一般称为调整期,应充14小时以上,以保证充分激活锂离子的活性。锂离子电池没有记忆效应,但有很强的隋性,应给予充分激活后,才能保证以后的使用能达到最佳效能。
【3】有些自动化的智能型快速充电器当指示信号灯转变时,只表示充满了90%。充电器会自动改变用慢速充电将电池充满。最好将电池充满后使用,否则会缩短使用时间。
【4】充电前,锂电池不需要专门放电,放电不当反而会损坏电池。充电时尽量以慢充充电,减少快充方式;时间不要超过24小时。电池经过三至五次完全充放电循环后其内部的化学物质才会被全部“激活”达到最佳使用效果。
【5】请使用原厂或声誉较好的品牌的充电器,锂电池要用锂电池专用充电器,并遵照指示说明,否则会损坏电池,甚至发生危险。
【6】有很多用户常常在充电时还把手机开着,其实这样会很容易伤害手机寿命的,因为在充电的过程中,手机的电路板会发热,此时如果有外来电话时,可能会产生瞬间回流电流,对手机内部的零件造成损坏。
【7】电池的寿命决定于反复充放电次数,所以应尽量避免电池有余电时充电,这样会缩短电池的寿命。手机关机时间超过7天时,应先将手机电池完全放电,充足电后再使用。
【8】手机电池都存在自放电,不用时镍氢电池每天会按剩余容量的1%左右放电,锂电池每天会按0.2%~0.3%放电。在给电池充电时,尽量使用专用插座,不要将充电器与电视机等家电共用插座。
【9】不要将电池暴露在高温或严寒下,像三伏天时,不应把手机放在车里,经受烈日的曝晒;或拿到空调房中,放在冷气直吹的地方。当充电时,电池有一点热是正常的,但不能让它禁受高温的“煎熬”。为了避免这种情况的发生,最好是在室温下进行充电,并且不要在手机上覆盖任何东西。
篇7:手机电池休眠方法
1.保持手机开机状态,连接充电器充电(USB和线缆充电均可)2.手机LED变成绿色后说明电池已经充满,把手机从充电器拔下 3.关闭手机,再连接充电器充电,让手机再次充到LED灯变成绿色 4.拔下手机充电器
5.手机开机,等到手机开机并完全进入系统后,迅速关机
6.再次连接充电器到已经关闭的手机,等待几分钟后LED灯会再次变成绿色 7.把手机从充电器拔下,开机正常使用
已经取得root权限的手机:
1.保持手机开机状态,连接充电器充电
2.手机LED变成绿色后说明电池已经充满,把手机从充电器拔下 3.关闭手机,再连接充电器充电,让手机再次充到LED灯变成绿色 4.拔下手机充电器
5.手机开机,等到手机开机并完全进入系统后,迅速关机
6.再次连接充电器到已经关闭的手机,等待几分钟后LED灯会再次变成绿色
7.启动手机进入recovery模式(同时按住音量减键和电源键启动),然后选择recovery-> Wipe-> wipe battery stats即可
按照上面的步骤进行后电池校准就完成了,只比平时充电多用了5分钟的时间,但是校准后的电池和以前明显不同。在电池校准前你会发现手机的电池在充满电的情况下稍微使用就会降到93%左右,而校准后可以保持数小时100%的状态才开始降低到99%,总之校准后的HTC 电池绝对会让你惊喜。
另外root的手机通过recovery程序wipe battery stats后效果更好,但也不是必须。注意电池校准只需要进行一次即可,多次尝试也不会让你的电池活性再增强。如果你的电池在进行上述操作后仍然没有提升,那就要怀疑你的电池是否原装还是仿造了。还是仿造了。
二、已Root手机电池校正方法
1.将手机关机,插上电源进行充电直到显示灯为绿色。
2.不要抜下电源将手机开机,下载、启动『RE文件管理器』,打开data文件—选择system—长按删除batterystats.bin文件。
3.将电源拔下,正常使用手机直到没电自动关机。这时候手机还有点残存的电量,等一至两分钟 之后将手机再次开机将仅有的电量用完。
4.此时手机已重新获取了当前电池的电量信息,关机状态下重新充满电即可开始正常使用。
篇8:手机防爆贴膜真能防止手机爆炸?
手机贴膜的“防爆”并非指的是防止手机爆炸,手机防爆贴膜其实仅能在一定程度上防止手机屏幕的碎片飞溅,跟防止爆炸并无直接关系,多为商家夸大宣传。
手机防爆贴膜是一种在手机电容屏玻璃上加贴的一种特殊钢化处理玻璃材质,厚度、韧性和硬度比普通屏幕贴膜要大一些,价格也是普通屏幕贴膜的数倍。相关商家宣传这种手机贴膜可以保护手机,防止手机爆炸,因此赢得了很大的市场。
据国内媒体报道,在电子市场,很多用户冲着“防爆”贴膜而来。而在淘宝网上,“手机防爆贴膜”的相关产品有上万件,销量最好的一家店里,防爆贴膜上月已卖出六百多件。
手机多了一道防爆膜就能防止爆炸?细想之下,这种宣传似乎并不是很合乎逻辑。
首先,防止手机屏幕爆炸就是“防止手机爆炸”吗?工业和信息化部电信研究院泰尔实验室主任何桂立告诉记者,手机爆炸的真正根源是电池爆炸。多是由于手机电池内芯短路产生大电流造成高热,使电解质气化而引起电池胀开甚至爆炸。此外,使用劣质电池、电芯长期过充等原因都有可能造成手机电池爆炸,从而致使手机爆炸。因此,通过防止手机屏幕爆炸而预防手机爆炸的说法是行不通的。
手机防爆贴膜宣传的钢化玻璃材质,抗热冲击、抗外力冲击性能比较高,主要是提高了手机屏幕的表面硬度,在被划和坠落时,对屏幕起到一定的保护作用。除了较普通屏幕贴膜耐磨和比较有韧性外,并无很大区别。
何桂立认为,手机防爆贴膜可以防止手机爆炸的概念实在夸张,该手机贴膜其实仅能在一定程度上防止手机屏幕的碎片飞溅,对手机电池没有保护作用,跟防止爆炸并无直接关系,多为商家夸大宣传。此“防爆”并非指的是防止手机爆炸,大意是指像汽车玻璃防爆膜一样,防止玻璃飞溅造成伤害。
而实际上,手机一旦发生一定程度的爆炸,仅仅是防止屏幕碎片飞溅是没有太大意义的,如果爆炸的手机离人体很近,人体受到的冲击和伤害也并不会小。但是,仅仅是在手机摔地或者撞击的情况下,手机屏幕发生飞溅的可能性又很低,不得不让人怀疑防爆贴膜的存在是个鸡肋。
何桂立提醒消费者,虽然手机防爆贴膜防止爆炸的宣传是个噱头,但是手机爆炸也是可以预防的。消费者一定要使用原厂电池、原装充电器、使用正版手机且不要随意改装手机。手机厂商在出产手机前会对其安全性进行严格的考证,当改装后,结构、性能等会发生变化,容易导致手机的爆炸。
另外,锂电池在50度以下一般很安全,如果手机放置不当,可能造成瞬间高温导致电池热量提升,引起爆炸。因此,手机搁置应选择远离高温的地方,也要避免夏天时阳光的直射。
篇9:手机电池如何保养
1.第一次充电对电池以后的使用寿命影响很大,一般要求第一次充电时间为16小时(如电池有电应先用完),但切记不可超过24小时,否则有可能把电池充坏。以后充电则要求每次用完再充电,每次5~6小时左右。
2.对于新电池,需要经过几次充放电才能达到最佳使用效果。应注意的是:不要在电池用了一半时就充电或者已使用的电池突然停止使用几个月。电池的标准使用寿命为一年,使用一年后可以每隔两个月就放一次电,这样对延长电池使用寿命有很好的效果,但新电池大可不必每次都放电后再充电。
3.最后请注意漏油的电池不要再继续使用,否则得不償失。电池充电时,应采用原厂原配的的充电器,尽量不要使用可充多机的充电器。一般手机配的是旅行充电器,有条件的话,应尽可能地采用座式充电器。
4.为防止意外漏电,应妥善放置已充电的电池,特别注意放在你的衣袋、包中的电池。从手机取出电池后,应将电池保存在保护套中。
篇10:手机电池充电有窍门
1.电池出厂前,厂家都进行了激活处理,并进行了预充电,因此电池均有余电。有朋友说电池按照调整期时间充电,待机仍严重不足。如果电池确为正品,应延长调整期再进行3至5次完全充放电。
2.如果新买的手机电池是锂离子电池,那么前3至5次充电一般称为调整期,充电时间应在14小时以上,以保证充分激活锂离子的活性。锂离子电池没有记忆效应,但有很强的惰性,应给予充分激活后,才能保证达到最佳使用效能。
3.有些自动化的智能型快速充电器,当指示信号灯转变时,只表示充满了90%,充电器会自动改变用慢速充电将电池充满。此时,最好再冲几小时将电池充满后使用,否则会缩短使用时间。
4.充电前,锂电池不需要专门放电,放电不当反会损坏电池。充电时尽量慢充电,减少快充方式,充电时间不要超过24小时。电池经过3至5次完全充放电循环后,其内部的化学物质才会被全部“激活”,达到最佳使用效果。
5.请使用原厂或声誉较好品牌的充电器。锂电池要用专用充电器,并遵照指示说明操作,否则会损坏电池,甚至会发生危险。
6.有很多用户常常在充电时还把手机开着,其实这样很伤害手机。因为在充电的过程中,手机的电路板会发热,此时如果有外来电话时,可能会产生瞬间回流电流,对手机内部的零件造成损坏。
7.电池的寿命决定于反复充放电次数,所以应尽量避免电池有余电时充电,否则会缩短电池的寿命。手机关机时间超过7天,应先将手机电池完全放电,充足电后再使用。