鋰電池使用時間相對較長嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-22 12:21
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鋰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(zhì)溶液的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池來自于偉大的發(fā)明家愛迪生。蓄電池是電池中的一種，它的作用是能把有限的電能儲存起來，在合適的地方使用。它的工作原理就是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
相比鉛酸蓄電池，鋰電池更為環(huán)保。鋰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(zhì)溶液的電池，用鋰生產(chǎn)；鉛酸蓄電池則是電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的一種蓄電池。鉛酸蓄電池是用鉛生產(chǎn)，鉛有毒，而且生產(chǎn)時的廢棄物也會造成環(huán)境污染，鋰電池就沒有這樣的問題。
另外鋰電池使用壽命更長，蓄電池使用壽命相對較短。{1.鋰電池電壓：3.7V 使用壽命為：500次 備注：重量比鎳氫電池輕30%～40%，容量高出鎳氫電池60%以上。但是不耐過充，如果過充會造成溫度過高，而破壞結(jié)構(gòu)從而導(dǎo)致爆炸。2.蓄電池（鉛酸）電壓：2V 使用壽命為：200～300次 備注：就是一般車用電瓶（它是以6個2V串聯(lián)成12V的），免加水的電池使用壽命長達10年，但體積和重量是最大}
鋰電池優(yōu)于蓄電池，盡管現(xiàn)在因為價格的問題，電動車大多數(shù)用蓄電池，但是用鋰電池可以完全替代鉛酸蓄電池
鋰電池體積小重量輕能量密度高循環(huán)次數(shù)多，剩余電量顯示精確，部分產(chǎn)品還支持快充，這顯然更加貼合了消費者的實際需求。盡管價格稍高，但后續(xù)使用成本可以大大降低，所以鋰電車型應(yīng)該是消費者購車時的首選。
鋰電池體積小重量輕能量密度高循環(huán)次數(shù)多，剩余電量顯示精確，部分產(chǎn)品還支持快充，這顯然更加貼合了消費者的實際需求。盡管價格稍高，但后續(xù)使用成本可以大大降低，所以鋰電車型應(yīng)該是消費者購車時的首選。
對于鋰離子電池純電動汽車，充電難目前仍然是個很大的問題，因而“快充”也成了很多廠家的噱頭。筆者個人認(rèn)為，鋰電的快充問題需要從兩個層次進行分析。
從電芯層面而言，鋰離子電池的倍率性能一方面受到正極/電解液/負極電極材料搭配體系本征傳輸特性的制約，另一方面極片工藝和電芯結(jié)構(gòu)設(shè)計也對倍率性能有較大影響。但是從最本征的載流子傳導(dǎo)與輸運行為而言，鋰電并不適合“快充”。鋰電體系的本征載流子傳導(dǎo)與輸運行為取決于正負極材料的電導(dǎo)與鋰離子擴散系數(shù)以及有機電解液的電導(dǎo)率這幾個主要因素。
基于嵌入式反應(yīng)機理，鋰離子在正極材料(一維離子通道的橄欖石，二維通道的層狀材料和三維通道的尖晶石正極材料)和負極石墨負極材料(層狀結(jié)構(gòu))中的擴散系數(shù)普遍比水系二次電池中的異相氧化還原反應(yīng)的速率常數(shù)低數(shù)個數(shù)量級。而且，有機電解液的離子電導(dǎo)率比水系二次電池電解液(強酸或者強堿)低兩個數(shù)量級。
電池：“鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時，M. S. Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。
鋰電的負極表面有一層SEI膜，實際上鋰電的倍率性能很大程度上受到鋰離子在SEI膜中擴散的控制。由于有機電解液中粉末電極的極化相對水系要嚴(yán)重得多，在高倍率或者低溫條件下負極表面容易析鋰而帶來嚴(yán)重的安全隱患。另外，在大倍率充電條件下，正極材料的晶格容易受到破壞，負極石墨片層同樣也可能受到損害，這些因素都將加速容量的衰減，從而嚴(yán)重影響動力電池使用壽命。
因此，嵌入式反應(yīng)的本質(zhì)特征決定了鋰離子電池并不適合高倍率充電。研究結(jié)果已經(jīng)證實，快充快放模式下單體電池的循環(huán)壽命將大幅下降，并且在使用后期電池性能顯著衰減。
當(dāng)然了有讀者可能會說，鈦酸鋰(LTO)電池不是可以大倍率充放電嗎？鈦酸鋰的倍率性能可以從其晶體結(jié)構(gòu)和離子擴散系數(shù)得到解釋。但是，鈦酸鋰電池的能量密度很低，其功率型用途是依靠犧牲能量密度取得的，這就導(dǎo)致了鈦酸鋰電池單位能量($/Wh)成本很高，低性價比決定了鈦酸鋰電池不可能成為鋰電發(fā)展的主流。事實上，日本東芝SCiB電池這幾年低迷的銷售態(tài)勢已經(jīng)說明了問題。
