詳解鋰離子電池的相關(guān)知識(shí)及總結(jié)
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-07 12:09
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鋰離子電池：是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，Li+ 在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。不含有毒有害物質(zhì)，被稱為綠色電池。
鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池。電池一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。而真正的鋰電池由于危險(xiǎn)性大，很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。
組 成 部 分
1）正極——活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰，鎳鈷錳酸鋰材料，電動(dòng)自行車則普遍用鎳鈷錳酸鋰（俗稱三元）或者三元+少量錳酸鋰，純的錳酸鋰和磷酸鐵鋰則由于體積大、性能不好或成本高而逐漸淡出。導(dǎo)電極流體使用厚度10--20微米的電解鋁箔。
2）隔膜——一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔結(jié)構(gòu)，可以讓鋰離子自由通過(guò)，而電子不能通過(guò)。
3）負(fù)極——活性物質(zhì)為石墨，或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳，導(dǎo)電集流體使用厚度7-15微米的電解銅箔。
4）有機(jī)電解液——溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑，聚合物的則使用凝膠狀電解液。
5）電池外殼——分為鋼殼（方型很少使用）、鋁殼、鍍鎳鐵殼（圓柱電池使用）、鋁塑膜（軟包裝）等，還有電池的蓋帽，也是電池的正負(fù)極引出端。
優(yōu) 勢(shì)
1、鋰電池電壓平臺(tái)高：?jiǎn)误w電池的平均電壓為3.7V或3.2V，約等于3只鎳鎘電池或鎳氫電池的串聯(lián)電壓，便于組成電池組。
2、具有高儲(chǔ)存能量密度：相對(duì)其他電池而言鋰電池能量密度很高，目前已達(dá)到460-600Wh/kg，約為鉛酸電池的6～7倍。這就意味著在相同電荷容量下，鋰電池重量更輕。據(jù)計(jì)算相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/5～1/6。
3、使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)：鋰電池的使用壽命可達(dá)到6年以上。以磷酸亞鐵鋰為正極的鋰電池為例，在1C充放電倍率下，循環(huán)周期的*紀(jì)錄可達(dá)1000次。
4、具備高功率承受力：電動(dòng)車鋰電池用的磷酸亞鐵鋰離子電池*充放電倍率可以達(dá)到15C-30C，這非常適合動(dòng)力汽車高強(qiáng)度的啟動(dòng)和加速。
5、自放電率很低。自放電率是鋰離子電池*突出的優(yōu)越性之一，室溫下滿電存儲(chǔ)一個(gè)月的自放電率約10％左右，而同等條件下鎳鎘為25～30％、鎳氫為30～35％。
6、無(wú)記憶效應(yīng)：這意味著鋰離子電池可以隨時(shí)充放電,而不必像鎳氫、鎳錫電池一樣,必須要等到電量耗盡。
7、高低溫適應(yīng)性強(qiáng)：鋰電池可在-20℃--60℃的環(huán)境下使用，經(jīng)過(guò)工藝上的處理，可以在-45℃環(huán)境下使用。
8、綠色環(huán)保：不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢都不含有也不產(chǎn)生鉛、汞、鎘等有毒重金屬物質(zhì)。
9、鋰離子電池的主要原材料鋰、錳、鐵、釩等在我國(guó)都是富產(chǎn)資源；生產(chǎn)基本不消耗水，對(duì)水之源稀缺的國(guó)家十分有利。
和鋰電池的區(qū)別
鋰電池是以金屬鋰作為電極，以電子傳遞產(chǎn)生電流，易產(chǎn)生枝晶引起爆炸。鋰電池是一次電池。
鋰離子電池是以鋰離子的傳遞來(lái)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。
和蓄電池的區(qū)別
第一：重量的比較。鋰電池更輕便，鋰電池容量密度高，達(dá)到192Wh/kg，同樣的重量體積，裝下的能量是鉛酸電池的多倍，目前兩輪電動(dòng)車需要大續(xù)航的，唯有選擇鋰電池是最好的途徑。
第二：充電效率的比較。鋰電池充電的效率更高，拿三元18650鋰電池來(lái)說(shuō)，最大充電電流一般是0.5C，以聯(lián)盟72V24Ah的鋰電池來(lái)說(shuō)，最大充電電流可以是12A了，當(dāng)然為了鋰電池的安全和壽命考慮，聯(lián)盟的鋰電保護(hù)板限制了最大充電電流，目前推薦最大6A的充電電流，72V24Ah電池只要4個(gè)小時(shí)充電。
第三：壽命的比較。鋰電池的壽命更長(zhǎng)，一般三元鋰電，循環(huán)次數(shù)是800次左右，按照我們現(xiàn)在的電動(dòng)車一般使用情況，鋰電池至少可以使用3年。這里說(shuō)的800次循環(huán)不是說(shuō)800次后電池就徹底報(bào)廢了，而是指在循環(huán)800次后，其容量還能達(dá)到新電池最大容量的60-70%左右，如果容量續(xù)行里程還能高于用戶最低續(xù)行要求之上，那還是可以繼續(xù)使用的，直到續(xù)行已經(jīng)無(wú)法滿足用戶的需求了為止，而這壽命有可能就是4年？5年？甚至6年？
第四：性能和耐用的比較。同樣容量的鋰電池，有效使用的能量比鉛酸電池多。就拿72V的鉛酸和鋰電池來(lái)比較吧。一般鉛酸電池工作的電壓是63V-82V，中間的壓差是19V。拿聯(lián)盟72V鋰電來(lái)說(shuō)，20串18650的鋰電，單體鋰電工作電壓是2.75-4.2V，20串就是55V-84V，聯(lián)盟為了保護(hù)鋰電使用安全和壽命，設(shè)定的工作電壓是58V-83.5V，中間的壓差是25.5V，整整比鉛酸電池壓差多了6.5V，也就說(shuō)說(shuō)比鉛酸多了34%的工作電壓范圍。通俗的說(shuō)，同電壓規(guī)格容量的鋰電池比鉛酸電池的續(xù)行里程可以多出三分之一左右，這還僅僅只算了電池能量的差別，沒(méi)有考慮鋰電池減輕的重量因素。
