3.7V 锂离子电池的主要特性是什么？如何使用？
在现代电池组中，3.7V 锂离子电池是关键应用的可靠选择。这种电池，尤其是 18650 型电池，为各种设备和系统供电。全球对锂离子电池解决方案的需求持续增长，如下所示：
您必须了解 3.7 伏电池的技术细节，尤其是在为高性能锂离子电池组选择 18650 电池时。18650 电芯在能量密度和可靠性方面树立了行业标准。将锂离子电池集成到先进系统中时，安全性始终是首要考虑因素。
关键精华
3.7V 锂离子电池，尤其是 18650 电池，在功率、尺寸和可靠性方面实现了良好的平衡，使其成为电动工具、电动汽车和消费电子产品等许多设备的理想选择。
正确的充电和安全措施，例如使用正确的充电器、避免过度充电和集成保护电路，对于延长电池寿命和防止过热或火灾等危险至关重要。
定期维护，包括将部分充电的电池存放在阴凉处并避免深度放电，有助于保证电池的安全和使用寿命，同时通过适当的回收支持可持续使用。
第一部分：1V 锂离子电池规格
1.1 3.7 伏电池特点
您需要了解 3.7V 锂离子电池的核心规格，才能为您的电池组做出明智的决定。锂离子电池的标称电压通常为 3.7V，这得益于其低内阻和先进的电池化学特性。该电压与 4.2V 的最大充电电压和 2.8V 至 3.0V 之间的典型放电终止电压相符。3.7V 电池兼具功率和紧凑尺寸，是现代电子和工业应用的首选。
3.7V 锂离子电池的容量范围很广。单节电池通常提供约 2600mAh 的电量，但更大的电池组最高可达 10,050mAh。标称容量以安培小时 (Ah) 为单位，表示电池在标准条件下能够存储和释放的电量。例如，100Ah 的电池可以提供 1 安培的电流持续 100 小时，或提供 10 安培的电流持续 10 小时。需要注意的是，标称电流（即典型电流消耗）直接影响电池的寿命和效率。
提示： 为了最大限度地延长电池寿命，请将充电电流保持在 3A 以下，并使用兼容的恒压/恒流充电器。保护电路对于防止过充、过放和短路至关重要。
3.7 伏电池的化学性质决定了其性能、能量密度和循环寿命。最常见的正极材料是锂钴氧化物 (LCO)，但锂锰氧化物 (LMO)、磷酸铁锂 (LFP) 和镍锰钴氧化物 (NMC) 等替代材料也得到广泛应用。负极材料通常是石墨，因其稳定性和导电性而备受推崇。一些制造商会在石墨负极中添加硅以提高性能，但石墨仍然是行业标准。
您应该比较主要的锂离子电池化学成分，以选择适合您应用的解决方案。下表总结了主要特性：
化学
额定电压
重量能量密度 (Wh/kg)
体积能量密度（Wh/l）
循环寿命（完整循环）
LMO（锰酸锂）
3.7
150
350
300 - 700
LFP（磷酸铁锂）
3.2
177
384
> 4000
NMC（镍锰钴氧化物）
3.6
220
500
2000
NCA（镍钴铝氧化物）
3.6
250
550
1000
LCO（钴酸锂）
3.6
200
400
500 - 1000
LTO（钛酸锂）
2.4
60-70
177
15000 - 20000
NCA 和 NMC 化学材料提供最高的能量密度，使其成为对重量和空间要求严格的应用的理想选择。LFP 和 LTO 具有较长的循环寿命和更高的安全性，但能量密度较低。您的选择取决于您优先考虑高能量密度还是长循环寿命。
在推荐使用条件下，3.7V 锂离子电池的典型使用寿命约为 2 至 5 年，或 300 至 500 次完全充电循环。优质电池在精心管理下，使用寿命可达 1,000 次或更久。为了延长电池寿命，请将电量保持在 20% 至 80% 之间，避免深度放电，并将电池存放在 50% 左右的阴凉干燥处。高于 30°C 的高温会加速电池性能下降，低于 0°C 的低温则会降低电池容量和性能。
1.2 18650电池规格
18650电池是圆柱形锂离子电池的行业标杆。其名称源于其尺寸：直径18毫米，长度65毫米。由于其可靠性和可扩展性，这种规格广泛应用于电动工具、电动汽车、笔记本电脑和储能系统。
规格
价值观
描述
直径
18 mm
定义 18 中“18650”的标准直径
长度
65 mm
65 中定义“18650”的标准长度
总容积
~16.5 立方厘米
根据尺寸估算的体积
重量
45–50 克
每个电池的典型重量
容量范围
1500 毫安至 3500 毫安
因型号和应用而异
18650电池提供几种容量类别：
1500–2000 mAh：低容量（用于手电筒、遥控器）
2100–2600 mAh：标准容量（电子烟、玩具）
2700–3200 mAh：高容量（小型电动工具）
3300–3500 mAh：超高容量（手机、电动汽车）
设计电池组时，应密切关注最大持续放电电流。标准 18650 锂离子电池可承受约 5A（高容量电池）至 20A 或更高的持续放电电流（动力电池）。例如，一块 2000mAh 的 18650 电池可以持续提供 20A 的电流，但在最大电流下工作会使电池温度升高至约 50ºC。为确保安全并保持性能，请将持续放电电流保持在较低水平（约 0.5A），并避免超过额定限值。
电池型号
容量（毫安时）
持续放电额定值 (CDR) (A)
松下NCR18650B
3400
4.9
LG HB6
1500
30
三星25R
〜2500
〜20
LG HG2
〜3000
〜20
三星30Q
〜3000
〜15-20
18650 电池的自放电率较低，通常为每月 1% 至 3%，具体取决于电池质量和环境温度。低自放电率有利于长期存储和可靠的备用电源。
将 18650 电池与其他圆柱形电池（例如 21700 电池）进行比较时，您会发现 21700 电池的容量高出约 50%，能量密度高出 20%。尽管 18650 电池进一步提升能量密度的潜力有限，但由于其成熟的供应链和成本优化，它仍然很受欢迎。
请注意： 务必在锂离子电池组中集成保护电路，以防止过度充电、过度放电和短路。这对于安全性和长期性能都至关重要。
锂离子电池技术的最新进展包括固态电池、硅负极材料和先进的回收方法。这些创新提高了安全性，增加了能量密度，并支持电池制造和生命周期管理的可持续性。
第 2 部分：使用和安全
2.1应用
3.7V 锂离子电池组和 18650 电芯因其高能量密度、可靠性和可扩展性，广泛应用于各行各业。这些电池推动着工业和消费市场的创新。以下是最常见的应用领域：
医疗器械：便携式诊断设备、输液泵和监测系统依靠 18650 锂离子电池组实现不间断运行和移动性。
机器人与无人机：轻质、高放电 18650 电池为自主机器人、工业无人机和机器人吸尘器提供动力，支持先进的自动化和物流。
安防系统：监控摄像头、智能锁、门禁设备等都使用锂离子电池组作为备用电源和无线部署。
基础设施和运输：电动汽车、电动自行车、电动滑板车和智能交通系统依靠 18650 电池实现高效的能源存储和输送。
消费类电子产品：智能手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备和无线音频设备均采用 3.7V 锂离子电池技术，实现紧凑、持久的电力。
工业设备：无绳电动工具、便携式扫描仪和 OEM 定制电池组 受益于18650电池的强大性能和灵活性。
您应该始终根据具体应用选择合适的电池化学成分、容量和放电率。电动工具和机器人等高耗电设备需要具有高放电率和先进安全功能的电池。
2.2 充电要求
正确充电对于最大限度地提高电池性能并确保安全至关重要。3.7V 锂离子电池采用两阶段充电过程：
恒流 (CC) 相：充电器施加稳定电流，直到电池电压达到每节电池 4.2V。
恒压 (CV) 相：充电器维持 4.2V，当电池接近充满电时，电流逐渐减小。
切勿超过 4.2V 的充电截止电压。过度充电会导致 容量损失、过热，甚至起火。务必使用专为锂离子电池组设计的充电器，因为它们可以调节电压和电流。对于带有保护电路板的电池，您可以使用 5V 电源，但内部电路会确保电池电压保持在 4.2V。
主要收费指南包括：
将充电温度保持在 15°C 至 35°C 之间，以获得最佳安全性和性能。
当电池电压降至3.6V以下时开始充电，在4.2V时停止充电。
避免以过大的电流充电；将充电器的输出与电池的额定容量相匹配。
使用过充电保护和过放电保护电路来防止电压极端。
充电参数
推荐值/范围
目的/说明
额定电压
3.7V
锂离子电池单元标准
充满电电压
4.2V
请勿超过以避免损坏
放电截止电压
3.0V
防止深度放电和容量损失
充电电流
0.5℃ 至 1℃
C = 电池容量（例如，2mAh 电池为 2000A）
充电温度
15°C-35°C
确保安全和长寿
⚡ 提示： 始终选择具有反极性检测和短路预防功能的充电器以增强安全性。
2.3 安全与维护
使用 3.7V 锂离子电池组和 18650 电芯时，必须将安全放在首位。最常见的安全事故包括起火和热失控，通常由内部短路、制造缺陷、机械损坏或充电不当引发。下表列出了安全事故的类型及其原因：
为了最大限度地降低风险，请在电池组中集成强大的保护系统。典型的保护功能包括：
保护类型
功能说明
过压保护
防止充电电压超过 4.2V，以避免灾难性故障
欠压保护
切断低于 3.0V 的放电以延长电池寿命
过流保护
在不安全的电流水平下停止充电/放电
短路保护
防止突然的电气短路造成的损坏
热保护
使用热敏电阻或截止器来检测并防止过热
反极性检测
防止电池安装不正确造成的损坏
请务必使用信誉良好的制造商出品的认证电池。避免机械损伤，例如挤压或刺穿电池，切勿将电池暴露在极热环境中。将电池存放在约 50% 电量的阴凉、干燥、防火的环境中。请对电池端子进行绝缘处理，以防止意外短路，并将电池远离易燃材料。
保养技巧 为了最大限度地延长电池寿命并最大限度地降低安全风险：
在正常使用期间，请将电池电量保持在 20% 至 80% 之间。
将电量为 50–60% 的电池存放在阴凉干燥处，以便长期存放。
避免深度放电和过度充电；使用具有过充电保护功能的智能充电器。
小心处理电池以防止物理损坏。
更换任何出现膨胀、泄漏或过热的电池。
定期清洁电池触点以保持高效充电和放电。
使用设备工具或电池管理系统 (BMS) 监控电池健康状况。
限制产生过多热量的高性能需求。
仅使用专为锂离子电池组设计的充电器。
将电池丢弃在指定的回收中心，并在运输前对端子进行绝缘。
🔒 请注意： 实施安全措施和定期维护可确保可靠的性能并降低事故风险。
您还必须遵守运输和储存规定。电池应存放在 20-25°C 的环境中，湿度低于 75%，并远离热源。请使用防火材料存放，绝缘端子，并每 3-6 个月为长期储存的电池充电一次。运输过程中，请保护电池免受冲击、潮湿和短路。
对于报废电池的管理，请将所有锂离子电池和 18650 电芯送至认证机构回收。请隔离电池端子，单独存放，切勿刺破或打开电芯。这些预防措施有助于可持续发展并减少对环境的影响。
选择符合 UL 3.7 和 IEC 18650 等标准且安全性能可靠的电池，即可获得 2054V 锂离子电池和 62133 电池组的可靠性能。请通过适当的充电、适度的放电深度和定期检查来维护电池。下表重点介绍了电池安全性和合规性所需的基本认证：
证书
描述
相关性
UL 1642
锂电池安全测试
北美
UL 2054
电池组安全
便携式包
IEC 62133
国际安全
全球交易
UN38.3
运输安全
运输服务
CE认证
欧盟合规
欧洲
优先考虑经过认证的 18650 电池组并遵守严格的安全协议，以保护您的业务并延长电池寿命。
常见问题
为什么 18650 电池成为工业锂电池组的理想选择？
18650 电池的高能量密度、稳定的性能和可扩展的设计，让您受益匪浅。这些特性支持在苛刻的环境中可靠运行。 工业锂电池组应用.
如何确保 18650 电池安全地集成到电池组中？
您必须使用经过认证的18650电芯，集成先进的保护电路，并遵循严格的组装规程。这些步骤有助于防止锂电池组过度充电、过热和短路。
你能在一个锂电池组中混合不同的 18650 化学物质吗？
切勿在单个锂电池组中混合使用18650化学电池。每种化学电池都有其独特的电压、容量和安全要求，必须保持一致才能获得最佳性能。
18650与其他圆柱形锂电池格式的主要区别是什么？
格式
直径（mm）
长度（mm）
典型容量（mAh）
18650
18
65
1500-3500
21700
21
70
4000-5000
注：选择 18650 电池是为了供应链成熟和提高成本效益。对于更高容量的需求，请选择 21700 电池。