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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    鋰電池具是什么優勢?

    2021-04-25 ryder

    鋰電池能量密度大,均勻輸出電壓高。自放電小,好的電池,每月在2%以下(可恢復)。沒有記憶效應。工作溫度范圍寬為-20℃~60℃。循環性能優越、可快速充放電、充電效率高達100%,而且輸出功率大。使用壽命長。不含有毒有害物質,被稱為綠色電池。


    A.高能量密度


    鋰電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半,體積是鎳鎘的40-50%,鎳氫的20-30%。


    B.高電壓


    一個鋰電池單體的工作電壓為3.7V(均勻值),相當于三個串聯的鎳鎘或鎳氫電池。


    C.無污染


    鋰電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類的有害金屬物質。


    D.不含金屬鋰


    鋰電池不含金屬鋰,因而不受飛機運輸關于禁止在客機攜帶鋰離子電池等規定的限制。


    E.循環壽命高


    在正常條件下,鋰電池的充放電周期可超過500次。


    F.無記憶效應


    記憶效應是指鎳鎘電池在充放電循環過程中,電池的容量減少的現象。鋰電池不存在這種效應。


    G.快速充電


    使用額定電壓為4.2V的恒流恒壓充電器可以使鋰電池在一至兩個小時內得到滿充。


    鋰電池主要優勢:


    1、能量比比較高。具有高儲存能量密度,目前已達到460-600Wh/kg,是鉛酸蓄電池的約6-7倍;


    2、使用壽命長,使用壽命可達到6年以上,磷酸亞鐵鋰為正極的電池用1CDOD充放,有可以使用10,000次的記錄;


    3、額定電壓高(單體工作電壓為3.7V或3.2V),約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯電壓,便于組成電池電源組;


    4、具備高功率承受力,其中電動車用的磷酸亞鐵鋰鋰電池可以達到15-30C充放電的能力,便于高強度的啟動加速;


    5、自放電率很低,這是該電池最突出的優越性之一,目前一般可做到1%/月以下,不到鎳氫電池的1/20;


    6、重量輕,相同體積下重量約為鉛酸產品的1/5-6;


    7、高低溫適應性強,可以在-20℃--60℃的環境下使用,經過工藝上的解決,可以在-45℃環境下使用;


    8、綠色環保,不論加工、使用和報廢,都不含有、也不萌生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。


    9、加工基本不消耗水,對缺水的我國來說,十分有利。


    “鋰離子電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.Whittingham提出并開始研究鋰電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的出產、保存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰離子電池長期沒有得到使用。隨著科學技術的發展,今朝鋰離子電池已經成為了主流。


    鋰離子電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰電池。鋰電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰電池。由于其自身的高技術要求限制,今朝惟有少數幾個國家的公司在加工這種鋰金屬電池。


    鋰離子電池最早期使用在心臟起搏器中。鋰離子電池的自放電率極低,放電電壓平緩等優勢,使得植入人體的起搏器能夠長期運作而不用重新充電。鋰離子電池一般有高于3.0伏的標稱電壓,更適合作集成電路電源。二氧化錳電池,就廣泛用于計算器,數碼相機、手表中。


    為了開發出性能更優異的品種,人們對各種材料進行了研究,從而制造出前所未有的產品。


    1992年Sony成功開發鋰電池。它的實用化,使人們的移動電話、筆記本、計算器等攜帶型電子設備的重量和體積大大減小。


    1、1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化鈦作為正極材料,金屬鋰作為負極材料,制成首個鋰離子電池。


    2、1980年,J.Goodenough發現鈷酸鋰可以作為鋰電池正極材料。


    3、1982年伊利諾伊理工大學(theIllinoisInstituteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman發現鋰離子具有嵌入石墨的特性,此過程是快速的,并且可逆。與此同時,采用金屬鋰制成的鋰離子電池,其安全隱患備受關注,因此人們嘗試利用鋰離子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾試驗室試制成功。


    4、1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人發現錳尖晶石是優良的正極材料,具有低價、穩定和優良的導電、導鋰性能。其分析溫度高,且氧化性遠低于鈷酸鋰,即使出現短路、過充電,也能夠避免了燃燒、爆炸的危險。


    5、1989年,A.Manthiram和J.Goodenough發現采用聚合陰離子的正極將萌生更高的電壓。


    6、1991年索尼公司發布首個商用鋰電池。隨后,鋰電池革新了消費電子產品的面貌。


    7、1996年Padhi和Goodenough發現具有橄欖石結構的磷酸鹽,如磷酸鋰鐵(LiFePO4),比傳統的正極材料更具優越性,因此已成為當前主流的正極材料。


    隨著數碼產品如手機、筆記本電腦等產品的廣泛使用,鋰電池以優異的性能在這類產品中得到廣泛使用,并在逐步向其他產品使用范疇發展。1998年,天津電源研究所開始商業化加工鋰電池。習慣上,人們把鋰電池也稱為鋰離子電池,但這兩種電池是不一樣的。鋰電池已經成為了主流。

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