鋰離子電池和鋰電池的區(qū)別以及優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-24 12:46
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鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料，由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫姡沟娩嚱饘俚募庸?、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。鋰離子電池負(fù)極是石墨等插層結(jié)構(gòu)材料，電池中是鋰離子在正負(fù)極移動(dòng)，因此比鋰電池安全很多。鋰離子電池和鋰聚合物電池，鋰離子電池電解液是液態(tài)，聚合物電池的電解質(zhì)是凝膠或者固態(tài)，更安全一些。
我們?nèi)缃竦匿囯姵?，按照學(xué)名，應(yīng)該叫鋰二次電池，有相應(yīng)的負(fù)極材料，和鋰一次電池不同，一次電池主要是以鋰為另一極，這類電池一般使用液態(tài)電解液，現(xiàn)如今主要是基于LiPF6、LiClO4溶于DMC:EC(v:v=1:1)的電解液里，有些也對(duì)其進(jìn)行了改性，但仍為液體電池。
聚合物鋰電池，從電池內(nèi)部材料的角度來(lái)說(shuō)，主要是內(nèi)部電解質(zhì)是采用聚合物，這里一般是凝膠電解質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)，如果沒記錯(cuò)，韓國(guó)人曾經(jīng)發(fā)表過(guò)以PEO-離子液體為電解質(zhì)的凝膠狀電池，不知道GalaxyRound或者LGGFlex上有沒有用到這樣的電池。
鋰聚合物電池盒鋰電池在包裝上有些許不同，鋰電池一般是以鋼殼(18650或者扣式的2320)，而鋰聚合物電池以鋁塑包裝膜作為包裝，即軟包電池。
當(dāng)然還有鋰電池以全固態(tài)電解質(zhì)LiPON，NASICON、鈣鈦礦、LiSICON這類有高電導(dǎo)率的陶瓷電解質(zhì)或者是非晶態(tài)物質(zhì)構(gòu)成的玻璃電解質(zhì)，如果要分類，可能應(yīng)該歸類在鋰二次電池里，但這已經(jīng)是概念的拓展了
最后鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰金屬電池通常是不可充電的，且內(nèi)含金屬態(tài)的鋰。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。鋰電池、鋰離子電池和鋰聚合物電池在原理上是不同的。
鋰電池、鋰離子電池和鋰聚合物電池有什么區(qū)別
鋰電池特性及充放電管理
電池主要由電芯、控制保護(hù)電路、外殼引線等組成。主流的電芯由以下企業(yè)提供，包括三洋、松下、索尼、比克等。
PTC是positive temperature coefficient的縮寫。正溫度系數(shù)電阻，溫度越高，阻值越大，可以防止電池高溫放電和不安全的大電流的發(fā)生，即過(guò)流保護(hù)作用。
NTC是negative temperature coefficient的縮寫。負(fù)溫度系數(shù)電阻，在環(huán)境溫度升高時(shí)，其阻值降低，使用電設(shè)備或充電設(shè)備及時(shí)反應(yīng)、控制內(nèi)部中斷而停止充放電。
鋰離子電池的工作原理如圖1所示。充電時(shí)，鋰離子從正極層狀物的晶格脫出，通過(guò)電解液遷移到層狀物負(fù)極表面后嵌入到石墨材料晶格中，同時(shí)剩余電子從外電路到達(dá)負(fù)極。放電則相反，鋰離子從石墨晶格中脫出，回到正極氧化物的晶格中。由于LixCx非?；钴S，可以和水發(fā)生反應(yīng)。故電解質(zhì)選用可溶于有機(jī)溶劑的鋰鹽。但使得鋰電池相比鎳鉻、鎳氫電池的內(nèi)阻要大很多。
在充電的過(guò)程中，Li+從正極LiCoO2中脫出，進(jìn)入電解液，在充電器附加的外電場(chǎng)作用下向負(fù)極移動(dòng)，依次進(jìn)入石墨或焦炭C組成的負(fù)極，在那兒形成LiC化合物。如果充電速度過(guò)快，會(huì)使得Li+來(lái)不及進(jìn)入負(fù)極柵格，在負(fù)極附近的電解液中就會(huì)聚集Li+，這些靠近碳C負(fù)極的Li+很可能從負(fù)極俘獲一個(gè)電子成為金屬Li。持續(xù)的金屬鋰生成會(huì)在負(fù)極附近堆積、長(zhǎng)大成樹枝狀的晶體，俗稱枝晶。隨著負(fù)極的充滿程度越高，LiC晶格留下的空格越少，從正極移動(dòng)過(guò)來(lái)的Li+找到空格的機(jī)會(huì)就困難，時(shí)間就越長(zhǎng)。如果充電速度不變的話，一樣可能在負(fù)極表面形成局部的Li+堆積。因此，在充電的后半段必須逐步縮小充電電流。枝晶的長(zhǎng)大會(huì)刺破正負(fù)級(jí)之間的隔膜，形成短路。可以想象：充電的速度越快越危險(xiǎn)；充電終止的電壓越高也就越危險(xiǎn)；充電的時(shí)間越長(zhǎng)也越危險(xiǎn)。因此，充電控制和管理對(duì)鋰電池尤為重要。
鋰離子電池的電壓過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)影響鋰電池的正常使用，甚至發(fā)生燃燒、爆炸等造成嚴(yán)重的后果。根據(jù)鋰電池的特性，一般將鋰離子電池電壓劃分為以下幾個(gè)區(qū)域，不同的電芯制造商雖有區(qū)別，但區(qū)別不大。高壓危險(xiǎn)區(qū)：保護(hù)線路過(guò)充保護(hù)電壓(4.275V~4.35V)；高壓警戒區(qū)：鋰離子電池充電限制電壓4.20V；正常使用區(qū)鋰離子電池放電終止電壓(2.75V~3.00V)；低壓警戒區(qū)：保護(hù)線路過(guò)放保護(hù)電壓(2.3V~2.5V)；低壓危險(xiǎn)區(qū)。
