什么是鋰離子電池，你知道鋰離子電池工作原理有哪些嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-30 20:23
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鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為：LiCoO2==Li（1-x）CoO2+XLi++Xe-（電子）
充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為：6C+XLi++Xe- = LixC6
充電電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C = Li（1-x）CoO2+LixC6
正極
正極材料：可選的正極材料很多，主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對照：
正極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子嵌入，充電時(shí)鋰離子脫嵌。 充電時(shí)：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時(shí)：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
負(fù)極
負(fù)極材料：多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。
負(fù)極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子脫嵌，充電時(shí)鋰離子嵌入。
充電時(shí)：xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放電時(shí)：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
二、鉛酸電池介紹
鉛酸電池（VRLA），是一種電極主要由鉛及其氧化物制成，電解液是硫酸溶液的蓄電池。鉛酸電池放電狀態(tài)下，正極主要成分為二氧化鉛，負(fù)極主要成分為鉛；充電狀態(tài)下，正負(fù)極的主要成分均為硫酸鉛。
一個(gè)單格鉛酸電池的標(biāo)稱電壓是2.0V，能放電到1.5V，能充電到2.4V。在應(yīng)用中，經(jīng)常用6個(gè)單格鉛酸電池串聯(lián)起來組成標(biāo)稱是12V的鉛酸電池。還有24V、36V、48V等。
鉛酸電池主要特性
安全密封
在正常操作中，電解液不會(huì)從電池的端子或外殼中泄露出。沒有自由酸
特殊的吸液隔板將酸保持在內(nèi)，電池內(nèi)部沒有自由酸液，因此電池可放置在任意位置。
泄氣系統(tǒng)
電池內(nèi)壓超出正常水平后，VRLA電池會(huì)放出多余氣體并自動(dòng)重新密封，保證電池內(nèi)沒有多余氣體。
維護(hù)簡單
由于氣體復(fù)合系統(tǒng)使產(chǎn)生的氣體轉(zhuǎn)化成水，在使用VRLA電池的過程中不需要加水。
使用壽命長
采用了有抗腐蝕結(jié)構(gòu)的鉛鈣合金欄板VRLA電池可浮充使用10-15年。
質(zhì)量穩(wěn)定，可靠性高
采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和嚴(yán)格的質(zhì)量控制系統(tǒng)，VRLA電池的質(zhì)量穩(wěn)定，性能可靠。電壓、容量和密封在線上進(jìn)行100%檢驗(yàn)。
安全認(rèn)證
所有VRLA電池均通過UL安全認(rèn)證。
三、鋰電池和鉛酸電池區(qū)別對比
我們知道，一般對比儲(chǔ)能產(chǎn)品要從重量能量密度、體積能量密度、使用壽命、價(jià)格、適用性、國家政策等角度來進(jìn)行：
重量能量密度
目前的鋰電池能量密度一般在200~260wh/g，鉛酸一般在50~70wh/g，那么重量能密度鋰電池就是鉛酸的3~5倍，這就意味著相同容量的情況下，鉛酸電池是鋰電池的3~5倍，所以在儲(chǔ)能裝置輕量化上，鋰電池占居絕對優(yōu)勢。
體積能量密度
鋰電池的體積容量密度通常是鉛酸電池的1.5倍左右，所以相同容量的情況下，鋰電池比鉛酸電池體積要小30%左右。
使用周期
目前較為流行的材料體系是三元和鐵鋰，三元?jiǎng)恿π弯囯姵匮h(huán)次數(shù)通常在1000次以上，磷酸鐵鋰電池的循環(huán)次數(shù)在2000次以上，鉛酸電池的循環(huán)次數(shù)通常只有300~350次左右，所以鋰電池的使用壽命是鉛酸電池的3-6倍左右。
價(jià)格
目前鋰電池在價(jià)格上較鉛酸要貴，大約是3倍左右，但是結(jié)合使用壽命分析，投入相同的成本，仍然是鋰電池使用周期要長一些。
適用性
鋰電池因?yàn)榘踩暂^鉛酸電池要稍差，所以在使用中需要做好各種安全預(yù)防工作，比如防止外力或事故對鋰電池造成損壞，因?yàn)檫@可能會(huì)引起著火或爆炸；目前鋰電池的溫度適用性也很好，所以在其他適應(yīng)性方面，鋰電池也毫不遜色于鉛酸電池。
