電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
鋰電池又分為鋰一次電池（又稱鋰原電池）與鋰二次電池（鋰充電電池），與1912年由GilbertN.Lewis第一次提出，將人們的視線引向了生動金屬電池上。在鋰二次電池的基礎上，又開展起來鋰電池。大致開展歷程如圖1。
Li-MnO2電池（鋰一次電池）Li-MnO2電池是鋰電池中運用較多的一種有機電解質電池，一般做成鈕扣型或圓柱形，開路電壓為3.5V，負荷電壓為2.8V，比能量可達200Wh/kg和500Wh/L，常溫下電池貯存壽數超過10年，且貯存和放電過程中無氣體放出，安全性能好。
（-）Li∣LiClO4，PC+DMG∣MnO2（+）
負極反響：Li-e-→Li+
正極反響：MnO2+Li++e-→MnOOLi
電池反響：Li+MnO2→MnOOLi
依照上述反響，Li-MnO2放電時負極鋰生成Li+進入電解質溶液，正極二氧化錳得電子還原成三價錳，一起，鋰離子進入二氧化錳晶格中構成MnO2（Li），即MnOOLi。這類電池首要用于低倍率放電。其能量比約為鉛酸電池的5到7倍。電池貯存和放電過程中無氣體放出，自放電小，不會因活性物質分析引起電池內壓增大。中小容量的電池適合于小型電子計算機、照相機及小型通訊機的電源，大容量的電池適合于要求電池比能量高、運用時刻長的場合，因此可作為軍事領域的理想電源。
Li-SOCl2電池（鋰一次電池）
Li-SOCl2電池是一種研究較為成熟的有機電解質電池。其開路電壓高達3.6～3.7V，且電壓平穩、負荷電壓精度高，一起還有較高的比能量。表1中給出一些常用小型電池系列活性物質本錢比較，能夠看出，Li-SOCl2電池是常用電池中本錢最低的。
Li-SOCl2電池的電化學表達式為：（-）Li∣LiAlCl4-SOCl2∣C（+）
電解液是LiAlCl4的SOCl2溶液。SOCl2即是電解質的溶劑，又是正極活性物質。電池反響：
4Li+2SOCl2→4LiCl+S+SO2
放電產品二氧化硫部分溶于SOCl2中，硫單質大量分出，沉積在正極炭黑中，LiCl是不容物。
這種電池的負極鋰與SOCl2接觸時會發作如下反響
：8Li+3SOCl2→6LiCl+Li2S2O4+S2Cl2
因為產品LiCl構成細密的保護膜阻止了反響的進行，又因為它還是固體電解質膜，答應離子通過，所以不阻礙鋰電極的正常陽極溶解。
但是SOCl2電池存在兩個突出問題，即電壓滯后和安全問題。電壓滯后是因為LiCl的發作，它以薄膜的方式傾覆在鋰陽極外表，雖然能夠戒備電池自放電，但導致了電壓滯后。別的，貯存時刻越長，貯存溫度越高，膜就會越厚，滯后現象越顯著。
當SOCl2電池短路時，會引發Li和S的熱反響：
2Li+S→Li2S
Li2S在145度下又可與SOCl2發作劇烈反響，導致爆炸。
還有一種爆炸的原由是在正極上沉積的鋰構成枝晶，造成短路。Li與S反響，或許SO2也能夠在負極發作反響，最終生成Cl2O這種非常不穩定的爆炸性物質。
鋰電池的優缺點：
長處
1．能量比較高。具有高貯存能量密度，已達到460-600Wh/kg，是鉛酸蓄電池的約6-7倍；
2．運用壽數長，運用壽數可達到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C（100%DOD）充放電，有能夠運用10，000次的記載；
3．額定電壓高（單體作業電壓為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；鋰電池能夠通過一種新型的鋰電池調壓器的技術，將電壓調至3.0V，以適合小電器的運用；
4．具有高功率承受力，其中電動車用的磷酸亞鐵鋰鋰電池能夠達到15-30C充放電的才能，便于高強度的發動加快；
5．自放電率很低，這是該電池最突出的優越性之一，一般可做到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1/6-1/5；
7．高低溫適應性強，能夠在-20℃--60℃的環境下運用，通過工藝上的解決，能夠在-45℃環境下運用；
8．綠色環保，不管生產、運用和作廢，都不含有、也不發作任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。
9．生產根本不用耗水，對缺水的我國來說，非常有利。比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來聲明。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時；kg是千克（重量單位），L是升（體積單位）。
缺點
1．鋰原電池均存在安全性差，有發作爆炸的風險。
2．鈷酸鋰的鋰電池不能大電流放電，價格昂貴，安全性較差。
3．鋰電池均需保護線路，戒備電池被過充過放電。
4．生產要求條件高，本錢高。
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