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          什么是鋰離子電池

          作者: 時間:2011-07-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          鋰離子電池(Li-ion)是鋰電池發(fā)展而來。所以在介紹Li-ion之前,先介紹鋰電池。舉例來講,以前照相機里用的扣式電池就屬于鋰電池。鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫酰氯,負極是鋰。電池組裝完成后電池即有電壓,不需充電.這種電池也可能充電,但循環(huán)性能不好,在充放電循環(huán)過程中,容易形成鋰枝晶,造成電池內(nèi)部短路,所以一般情況下這種電池是禁止充電的。后來,日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負極,以含鋰的化合物作正極,在充放電過程中,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,達到負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,當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程),嵌在負極碳層中的鋰離子脫出, 又運動回正極?;卣龢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。在Li-ion的充放電過程中,鋰離子處于從正極→負極→正極的運動狀態(tài)。Li-ion就像一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象運動員一樣在搖椅來回奔跑。所以Li-ion又叫搖椅式電池。
          2.鋰離子電池電池有哪幾部分組成?
          (1)電池上下蓋
          (2)正極——活性物質(zhì)為氧化鋰鈷
          (3)隔膜——一種特殊的復(fù)合膜
          (4)負極——活性物質(zhì)為碳
          (5)有機電解液
          (6)電池殼(分為鋼殼和鋁殼兩種)
          3.鋰離子電池電池有哪些優(yōu)點?哪些缺點?
          鋰離子電池具有以下優(yōu)點:
          1) 單體電池的工作電壓高達3.6-3.8V:
          2) 比能量大,目前能達到的實際比能量為100-115Wh/kg和240-253Wh/L(2倍于Nl-Cd,1.5倍于Ni-MH),未來隨著技術(shù)發(fā)展,比能量可高達150Wh/kg和400 Wh/L
          3) 循環(huán)壽命長,一般均可達到500次以上,甚至1000次.對于小電流放電的電器,電池的使用期限 將倍增電器的競爭力.
          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發(fā)生短路,縮減了其應(yīng)用領(lǐng)域:Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環(huán)境有污染的元素:部分工藝(如燒結(jié)式)的Ni-Cd電池存在的一大弊病為“記憶效應(yīng)”,嚴重束縛電池的使用,但Li-ion根本不存在這方面的問題。
          5) 自放電小
          室溫下充滿電的Li-ion儲存1個月后的自放電率為10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。鋰離子電池也存在著一定的缺點,如:
          1) 電池成本較高。主要表現(xiàn)在LiCoO2的價格高(Co的資源較小),電解質(zhì)體系提純困難。
          2) 不能大電流放電。由于有機電解質(zhì)體系等原因,電池內(nèi)阻相對其他類電池大。故要求較小的放電電流密度,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) 需要保護線路控制。
          A、 過充保護:電池過充將破壞正極結(jié)構(gòu)而影響性能和壽命;同時過充電使電解液分解,內(nèi)部壓力過高而導(dǎo)致漏液等問題;故必須在4.1V-4.2V的恒壓下充電;
          B、 過放保護:過放會導(dǎo)致活性物質(zhì)的恢復(fù)困難,故也需要有保護線路控制。



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