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鋰離子電池來歷

鉅大LARGE  |  點擊量:1063次  |  2019年08月14日  

鋰離子電池來歷


鋰離子電池(Li-ion)是鋰電池發展而來。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,但循環性能不好,在充放電循環過程中,容易形成鋰枝晶,造成電池內部短路,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,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構,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。回正極的鋰離子越多,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。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——活性物質為氧化鋰鈷

(3)隔膜——一種特殊的復合膜

(4)負極——活性物質為碳

(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點?哪些缺點?

鋰離子電池具有以下優點:

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),未來隨著技術發展,比能量可高達150Wh/kg和400Wh/L

3)循環壽命長,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.作為Li-ion前身的鋰電池,因金屬鋰易形成枝晶發生短路,縮減了其應用領域:Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環境有污染的元素:部分工藝(如燒結式)的Ni-Cd電池存在的一大弊病為“記憶效應”,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。主要表現在LiCoO2的價格高(Co的資源較小),電解質體系提純困難。

2)不能大電流放電。由于有機電解質體系等原因,電池內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構而影響性能和壽命;同時過充電使電解液分解,內部壓力過高而導致漏液等問題;故必須在4.1V-4.2V的恒壓下充電;

B、過放保護:過放會導致活性物質的恢復困難,故也需要有保護線路控制。


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