鋰電池基礎(chǔ)知識(shí)普及

2 Li-ion的優(yōu)缺點(diǎn)

根據(jù)IEC61960標(biāo)準(zhǔn)二次鋰電池的標(biāo)識(shí)如下：

A.電池標(biāo)識(shí)組成3個(gè)字母后跟5個(gè)數(shù)字圓柱形或6個(gè)方形數(shù)字

B.第一個(gè)字母表示電池的負(fù)極材料I表示有內(nèi)置電池的鋰離子L表示鋰金屬電極或鋰合金電極

C.第二個(gè)字母表示電池的正極材料C基于鈷的電極N基于鎳的電極M基于錳的電極V基于釩的電極

D.第三個(gè)字母表示電池的形狀R表示圓柱形電池L表示方形電池

E.數(shù)字圓柱形電池5個(gè)數(shù)字分別表示電池的直徑和高度直徑的單位為毫米高度的單位為十分之一毫米直徑或高度任一尺寸大于或等于100mm時(shí)兩個(gè)尺寸之間應(yīng)加一條斜線方型電池6個(gè)數(shù)字分別表示電池的厚度寬度和高度單位毫米三個(gè)尺寸任一個(gè)大于或等于100mm時(shí)尺寸之間應(yīng)加斜線三個(gè)尺寸中若有任一小于1mm,則在此尺寸前加字母t此尺寸單位為十分之一毫米。例如：ICR18650表示一個(gè)圓柱形二次鋰離子電池正極材料為鈷其直徑約為18mm高約為65mm。

ICR20/1050ICP083448表示一個(gè)方形二次鋰離子電池正極材料為鈷其厚度約為8mm,寬度約為34mm高約為48mm。ICP08/34/150表示一個(gè)方形二次鋰離子電池正極材料為鈷其厚度約為8mm,寬度約為34mm高約為150mm。

ICPt73448表示一個(gè)方形二次鋰離子電池正極材料為鈷其厚度約為0.7mm,寬度約為34mm高約為48mm。

2.1 Li-ion電池的優(yōu)點(diǎn)

1)單體電池的工作電壓高達(dá)3.6-3.8V;

2)比能量大。目前HYB鋼殼電池能達(dá)到的實(shí)際比能量為100-135W.h/Kg和280-353W.h/L(2倍與Ni-Cd,1.5倍于Ni-MH)，隨著技術(shù)發(fā)展，比能量可高達(dá)150W.h/Kg和400W.h/L。

3)循環(huán)壽命長。一般均可達(dá)到500次以上，甚至1000次。

4)安全性能好，無公害，無記憶效應(yīng)。作為Li-ion前身的鋰電池，因金屬鋰易形成枝晶鋰發(fā)生短路，縮短了其應(yīng)用領(lǐng)域;Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對(duì)環(huán)境有污染的元素;部分工藝(如繞結(jié)式)的Ni-Cd電池存在的一大弊病為“記憶效應(yīng)”，嚴(yán)重束縛電池的使用，但Li-ion不存在這方面的問題。

5)自放電小。室溫下充滿電的Li-ion存貯1個(gè)月的自放電率為10%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni-MH的30-35%。

2.2 Li-ion的缺點(diǎn)

1)電池成本較高。主要表現(xiàn)在LiCoO2的價(jià)格高(Co的資源較少)，電解液體系提純困難。

2)不能大電流放電。由于有機(jī)電解液體系等原因，電池內(nèi)阻相對(duì)其他類電池大，故要求較小的電流密度，一般放電電流在0.5C以下，只適合于中小電流的電器使用。

3)需要保護(hù)線路控制。

鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負(fù)極是碳。鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣道理，當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程)，嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動(dòng)回到正極?；氐秸龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。

不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個(gè)可愛的名字搖椅式電池。

3 補(bǔ)充

鋰電池的充電，如果開始電壓較低，不可按照標(biāo)準(zhǔn)電流充電，應(yīng)先以小電流充電，當(dāng)電壓達(dá)到一定值后再轉(zhuǎn)入正常。這樣，加上以后的CC/CV,一共是三段曲線。另外，當(dāng)恒流(CC)充電結(jié)束后，有的不采用恒壓(CV)，而是采用脈沖的方式。鋰子電池比較脆弱而危險(xiǎn)，最主要的是充電不能過流過壓，否則發(fā)熱甚至爆炸。放電不能過流欠壓，否則會(huì)造成永久性傷害。因此，鋰電池一般都有保護(hù)電路，不能圖方便或性能價(jià)格等原因把保護(hù)電路取下來。

電池是能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，其內(nèi)部本身沒有電，也不儲(chǔ)存電。誰能說發(fā)電機(jī)里面也有電量啊?電池實(shí)際就是裝有一定數(shù)量燃油的發(fā)電機(jī)。