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你的电池是怎样“怀孕”的?内附电池保养小贴士

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众所周知,无人机用的动力锂电池在过充、过放、高温和长时间满电存放都容易导致鼓包,俗称“怀孕”。“怀孕”的电池不仅续航时间大幅缩水,还会危害飞行安全。极端情况下,电池在空中鼓包,会导致电池直接弹射出仓,飞机自由落体。
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小伙伴的机器,就是因为鼓包导致电池脱落,造成坠机事故……

那么你知道电池是怎样怀孕,怎样给电池“避孕”么?

一、电池“怀孕”机理
无人机用的动力电池多为软包锂电池(以下简称“软包”),当然也有用18650和21700这种硬质圆柱电池的。

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典型的软包锂电池

软包由于没有刚性外壳,电池由于质量问题或保养不当,内部产生有害副反应后的气体积累就会导致整个电池鼓起来,我们看来就是它“怀孕了”。

电池是咋怀孕的呢,首先我们讲一下锂电池里面的主要成分:

1)正极:主要是钴酸锂或者锰酸锂,现今流行的主要是镍钴锰酸锂+少量锰酸锂,也叫“三元锂”。

2)负极:石墨或近似石墨的碳。

3)集流体:将电池产生的电荷导通至外部的金属箔。负极用铜箔,正极用铝箔。

4)电解质:溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯溶液,锂聚合物(LiPo)电池的电解质为凝胶状。

5)SEI膜:锂电池在生产时首次充放电,电极材料会与电解液反应产生一层覆盖于电极表面的钝化层,被称为“固体电解质界面膜”(Solid Electrolyte Interface),即SEI膜。SEI膜能保护电极材料,维持其结构稳定性。但SEI膜并不是一成不变,而是处于不断的破坏/修补中。


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Mavic Air 2的电池,同样是软包锂电池




了解主要成分之后,下面就大概讲一下电池“受孕”的机制

1)生产过程
锂电池在生产时首次充电,电压从0上升,电极表面开始形成SEI膜,该过程会产生少量气体,主要成分是乙烯、二氧化碳、甲烷、乙烷、氮气和氢气。微量的水份有利于SEI膜形成,但也会产生气体。此时产生的气体会在生产过程中被抽走。若生产环境的湿度过高会导致电极过度吸水,或者电极涂层不均匀导致SEI膜在使用中受损,将产生气体造成使用过程中怀孕。

2)过充
过充会导致负极表面析出锂,此时负极还原性很强,同时由于锂原子全部离开正极导致正极结构崩塌,导致部分SEI膜被破坏,发生副反应产生气体。此时气体的主要成分是二氧化碳。

3)过放
过放电会导致负极材料崩塌,破坏SEI膜,同时负极的铜集流体会被氧化溶解入电解液并在正极上被还原,产生大量烷烃和二氧化碳。

4)高温
构成锂电池电解液的六氟磷酸锂在超过60℃时容易分解产生氢氟酸,氢氟酸再与电解液的碳酸酯反应最终生成二氧化碳,于是电池就怀孕了。高温晴热天气飞行,很容易加剧“怀孕”,当温度下降时二氧化碳会部分重新溶解在电解液中,使电池看起来又变平了,但温度上升时还会再鼓起来。

5)长期满电存放
锂电池充满电后正负极化学活性较强,稳定性较差,即使其自放电率很低,但仍会产生少量的电子迁移。并且满电时迁移速率比保存电压(3.85V)更快,负极的锂离子会被释放以补偿电子迁移。最终锂离子放完,无法继续补偿电子迁移,SEI膜和溶剂获得电子发生降解,释放大量二氧化碳,电池怀孕。由于大量电解质溶剂被降解且无法恢复,电池怀孕后续航会大幅缩水。C数越高的电池,该过程越显著。那些动辄四五十C的航模直升机电池,满电存放超过一天都有可能怀孕。

在当今智能电池当道的大背景下,用户过充过放导致怀孕的几率已大为降低,但由于生产工艺和日常维护问题,电池“怀孕”仍时有发生。



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Mavic 2电池内部结构

二、电池“避孕”方法
电池“怀孕”后内部结构已被不可逆破坏,采取穿孔放气的做法有极大的危险性,容易让外界的氧气和水蒸气进入电池内部发生剧烈化学反应而起火爆炸!严重鼓包的电池应当报废并无害化处理,能返厂置换新电池的应返厂置换。
撇开电池质量问题,用户在日常使用中避免电池“怀孕”主要有四点:
1)避免高温环境下使用电池
2)不使用电池时,将电池单芯电压控制在3.85V附近,大约相当于60%电量,切勿长时间满电存放
3)阴凉、干燥环境中保存,长期不使用时每30-60天给电池进行一次充放电
4)飞行中尽量不要把电池完全耗尽才降落

最后祝各位飞友爽飞,电池永远不孕。
持有设备:Inspire 2、Inspire 1、Ronin M、Ronin S
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CCS-PRO  Mavic 2 Zoom认证用户 5-23 19:29 2#
哦呜~不加精V就没了
dxcz  Mavic 2 Zoom认证用户 5-23 20:05 3#
学习了
Djing   5-24 08:39 4#
借此贴我要喷双天电池,买了三个,用了几次,全鼓了,连新的都鼓了
CCS-PRO  Mavic 2 Zoom认证用户 5-24 11:50 5#
Djing5-24 08:39
借此贴我要喷双天电池,买了三个,用了几次,全鼓了,连新的都鼓了[图片][图片][图片]
买格式就好啦,其他牌子都是。。。。。。。。。。。
Djing   5-24 13:01 6#
CCS-PROMavic 2 Zoom5-24 11:50
买格式就好啦,其他牌子都是。。。。。。。。。。。
都是渣渣。。。。。。。。。
Djing   5-24 13:02 7#
CCS-PROMavic 2 Zoom5-24 11:50
买格式就好啦,其他牌子都是。。。。。。。。。。。
楼主的达普也不错
CCS-PRO  Mavic 2 Zoom认证用户 5-24 13:48 8#
Djing5-24 13:01
都是渣渣。。。。。。。。。
哈啊哈
CCS-PRO  Mavic 2 Zoom认证用户 5-24 13:48 9#
Djing5-24 13:02
楼主的达普也不错
对,都是羊。。。。。。。哦,不对,是领头羊
董翀  Inspire 1 Pro认证用户 5-29 17:05 10#
科普好贴!
B I7M H L  Mavic 2 Pro认证用户 5-31 11:17 11#
较专业的讲解
CCS-PRO  Mavic 2 Zoom认证用户 5-31 20:50 12#
没加精???
fengyangzju   6-3 11:04 13#
用原装的电池,配套的电池,三个月一次充放电。长时间不用保留百分之六十的电量
郑老三  Mavic Air 2认证用户 6-6 01:52 14#
感谢分享!十分有用!
光爷视觉  Mavic 2 Pro认证用户 6-7 11:21 15#
不飞行时电池每天都在衰减!
五班高二狗  Mavic Air 2认证用户 6-10 22:49 16#
驴导好
djiuser_SIAcNAf   6-16 10:03 17#
air2电池有个缺陷,电池开关容易误碰,导致自己耗电发热,浑然不知,很危险
CCS-PRO  Mavic 2 Zoom认证用户 6-18 19:35 18#
光爷视觉Mavic 2 Pro6-7 11:21
不飞行时电池每天都在衰减!
错,大错特错
飞行中helliphellip  Mavic 2 Pro认证用户 6-19 19:37 19#
只敢用官方的。
柔光罩  Osmo Pocket认证用户 6-21 12:24 20#
三块原装电池用了一年半后有一块已出现“孕”状……
镐子   7-4 13:52 21#
我上次拆了11年买的一个玩具遥控飞机,电池居然鼓成了个球
文刀丰色  Mavic 2 Zoom认证用户 7-6 13:51 22#
Mavic2的电池太容易大肚子了,我另外一到铂金版的至今也没有事,2的已经大了三块电了。
图画鄱阳湖   7-22 15:08 23#
原厂电池能降降价就好了。
信用证   8-13 14:59 24#
Djing5-24 08:39
借此贴我要喷双天电池,买了三个,用了几次,全鼓了,连新的都鼓了[图片][图片][图片]
学习了!原装电池价格太贵了。
GGBoy  Mavic Air 2认证用户 8-14 12:59 25#
多久算久啊
fu二师兄  Mavic 2 Pro认证用户 8-21 09:27 26#
感谢分享!十分有用
djiuser_GVAPF3M   8-21 15:42 27#
学习了。。。。。
DJI_FOIF  Mavic Air 2认证用户 8-25 15:27 28#
学习了
布朗是个熊  Mavic Mini认证用户 9-8 15:57 29#
学习了
NB阿凯  Mavic 2 Pro认证用户 9-17 21:51 30#
平常设置放电时间为1天或者2天,夏天高温出去飞行的时候我都是先把电池装保鲜袋放冰箱保持在11°,然后装在泡沫箱或者保温箱带出去,飞的时候电池温度刚好15度左右。平常反正都是充到一半电量保存。就算充满电了,放1天2天就自动会放电。飞行时候基本上都是保留20%以上电量落地。极少时候才撑到10%落地。
飞小白与大白喵  Osmo Pocket认证用户 10-10 17:30 31#
把“怀孕”讲的这么清楚,佩服了!学习了!辛苦了!!!
认证飞友
已累计飞行3744314米
认证设备
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