鋰電池是以金屬鋰作為電極,以電子傳遞產(chǎn)生電流,由于易產(chǎn)生枝晶引起爆炸,所以早已不在應(yīng)用。鋰電池是一次電池。
鋰離子電池是以鋰離子的傳遞來完成充放電,主要以鋰摻雜金屬的氧化物作為電極。鋰離子電池是二次電池可充電。
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鋰電池
也稱一次鋰電池??梢赃B續(xù)放電,也可以間歇放電。一旦電能耗盡便不能再用,在照相機等耗電量較低的電子產(chǎn)品中廣泛使用。鋰原電池自放電很低,可保存3年之久,在冷藏的條件下保存,效果會更好。將鋰原電池存放在低溫的地方,不失是一個好方法。注意事項:鋰原電池與鋰離子電池不同,鋰原電池不能充電,充電十分危險!
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鋰離子電池
也稱二次鋰電池。在20℃下可儲存半年以上,這是由于它的自放電率很低,而且大部分容量可以恢復(fù)。
鋰電池存在的自放電現(xiàn)象,如果電池電壓在3.6V以下長時間保存,會導(dǎo)致電池過放電而破壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),減少電池壽命。因此長期保存的鋰電池應(yīng)當(dāng)每3~6個月補電一次,即充電到電壓為3.8~3.9V(鋰電池最佳儲存電壓為3.85V左右)、保持在40%-60%放電深度為宜,不宜充滿。電池應(yīng)保存在4℃~35℃的干燥環(huán)境中或者防潮包裝。要遠(yuǎn)離熱源,也不要置于陽光直射的地方。
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鋰電池的應(yīng)用溫度范圍很廣,在北方的冬天室外,仍然可以使用,但容量會降低很多,如果回到室溫的條件下,容量又可以恢復(fù)。
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鋰電池的特點
1、具有更高的能量重量比、能量體積比;
2、電壓高,單節(jié)鋰電池電壓為3.6V,等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓;
3、自放電小可長時間存放,這是該電池最突出的優(yōu)越性;
4、無記憶效應(yīng)。鋰電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應(yīng),所以鋰電池充電前無需放電;
5、壽命長。正常工作條件下,鋰電池充/放電循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)大于500次;
6、可以快速充電。鋰電池通??梢圆捎?.5~1倍容量的電流充電,使充電時間縮短至1~2小時;
7、可以隨意并聯(lián)使用;
8、由于電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素,對環(huán)境無污染,是當(dāng)代最先進的綠色電池;
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鋰離子電池具有以下優(yōu)點:
1)電壓高,單體電池的工作電壓高達(dá)3.6-3.9V,是Ni-Cd、Ni-H電池的3倍
2)比能量大,目前能達(dá)到的實際比能量為100-125Wh/kg和240-300Wh/L(2倍于Ni-Cd,1.5倍于Ni-MH),未來隨著技術(shù)發(fā)展,比能量可高達(dá)150Wh/kg和400Wh/L
3)循環(huán)壽命長,一般均可達(dá)到500次以上,甚至1000次以上.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(yán)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%。
6)可快速充放電,1C充電是容量可以達(dá)到標(biāo)稱容量的80%以上。
7)工作溫度范圍高,工作溫度為-25~45°C,隨著電解質(zhì)和正極的改進,期望能擴寬到-40~70°C。
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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)在正極材料LiCoO2的價格高(Co的資源較少),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。
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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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摘要:綜述了鋰離子電池的發(fā)展趨勢,簡述了鋰離子電池的充放電機理理論研究狀況,總結(jié)歸納了作為核心技術(shù)的鋰電池正負(fù)電極材料的現(xiàn)有的制備理論和近來發(fā)展動態(tài),評述了正極材料和負(fù)極材料的各種制備方法和發(fā)展前景,重點介紹了目前該領(lǐng)域的問題和改進發(fā)展情況。、成本高。與其它可充電池相比,鋰電池價格較貴。
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鋰電池通常包括金屬鋰電池(常見如紐扣電池)和鋰離子電池(也就是大家通常所說的鋰電池)鋰離子電池包括液態(tài)鋰離子電池(通常說的鋰離子電池)和聚合物鋰離子電池各種鋰電池的典型特征金屬鋰電池:鋰元素以金屬的形態(tài)存在于電池中鋰離子電池:鋰元素以鋰離子(通常是鋰鹽)形態(tài)存在于電池中液態(tài)鋰離子電池:電解質(zhì)為液態(tài)聚合物鋰(離子)電池:電解質(zhì)為凝膠態(tài)或固態(tài)因為聚合物鋰離子電池采用的封裝材料基本為鋁塑膜(軟包),液態(tài)鋰離子電池采用的封裝材料為金屬鋼殼或鋁殼。所以目前市場存在一種誤解,軟包裝的鋰電池就是聚合物鋰電池,其實大部分國內(nèi)廠家生產(chǎn)的軟包電池依然是用的液態(tài)電解質(zhì),并不屬于聚合物鋰電池,真正做聚合物鋰電池的廠家并不多。
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鋰離子電池由日本索尼公司于1990年最先開發(fā)成功。它是把鋰離子嵌入碳(石油焦炭和石墨)中形成負(fù)極(傳統(tǒng)鋰電池用鋰或鋰合金作負(fù)極)。正極材料常用LixCoO2,也用LixNiO2,和LixMnO4,電解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯(EC)+二甲基碳酸酯(DMC)。
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