鋰離子電池原理、性能及使用簡介

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。最早出現的鋰離子電池來自于高尚的發明家愛迪生，使用以下反應：Li+MnO2=LiMnO2該反應為氧化還原反應，放電。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。今朝鋰離子電池已經成為了主流。鋰離子電池原理、性能及使用簡介

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。最早出現的鋰離子電池來自于高尚的發明家愛迪生，使用以下反應：Li+MnO2=LiMnO2該反應為氧化還原反應，放電。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。今朝鋰離子電池已經成為了主流。

鋰離子電池材料

鋰離子電池負極材料大體分為以下幾種：

第一種是碳負極材料：

目前已經實際用于鋰電池的負極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。

第二種是錫基負極材料：

錫基負極材料可分為錫的氧化物和錫基復合氧化物兩種。氧化物是指各種價態金屬錫的氧化物。目前沒有商業化產品。

第三種是含鋰過渡金屬氮化物負極材料，目前也沒有商業化產品。

第四種是合金類負極材料：

包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金，目前也沒有商業化產品。

第五種是納米級負極材料：納米碳管、納米合金材料。

第六種納米材料是納米氧化物材料：目前合肥翔正化學科技有限公司依據2009年鋰離子電池新能源行業的市場發展最新動向，諸多公司已經開始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在往日傳統的石墨，錫氧化物，納米碳管里面，極大的提高鋰離子電池的沖放電量和充放電次數。

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1C(100%DOD)充放電，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。

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來表示。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)。

鋰離子電池的缺點

1、鋰原電池均存在安全性差，有發生爆炸的危險。

2、鈷酸鋰的鋰電池不能大電流放電，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、加工要求條件高，成本高。

鋰離子電池的特征

1、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20-30%，鎳氫的35-50%。

2、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。

3、無污染

鋰電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類的有害金屬物質。

4、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。

5、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，磷酸亞鐵鋰(以下稱磷鐵)則可以達到2000次。

6、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。

7、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1.5--2.5個小時內就洋溢電)而新開發的磷鐵鋰電，已經可以在35分鐘內洋溢電。

鋰離子電池的使用

隨著二十世紀微電子技術的發展，小型化的設備日益增多，對電源提出了很高的要求。鋰離子電池隨之進入了大規模的實用階段。

最早得以使用的是鋰亞原電池，用于心臟起搏器中。由于鋰亞電池的自放電率極低，放電電壓十分平緩。使得起搏器植入人體長期使用成為可能。

鋰錳電池一般有高于3.0伏的標稱電壓，更適合作集成電路電源，廣泛用于計算機、計算器、手表中。

今朝，鋰電池大量使用在手機、筆記本電腦、電動工具、電動車、路燈備用電源、航燈、家用小電器上，可以說是最大的使用群體。

鋰離子電池的發展前景

鋰離子電池廣泛使用于水力、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統，郵電通訊的不間斷電源，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動車、軍事裝備、航空航天等多個范疇。

鋰電池以其特有的性能優點已在便攜式電器如手提電腦、攝像機、移動通訊中得到普遍使用。目前開發的大容量鋰電池已在電動車中開始試用，預計將成為21世紀電動車的主要動力電源之一，并將在人造衛星、航空航天和儲能方面得到使用。隨著能源的緊缺和世界的環保方面的壓力。鋰電今朝被廣泛使用于電動車行業，特別是磷酸鐵鋰材料電池的出現，更推動了鋰離子電池產業的發展和使用。

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