不同材料的鋰電池使用方法一樣嗎？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-04 19:34
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目前常見的鋰電池主要有：磷酸鋰電池、錳酸鋰、鈦酸鋰、鎳酸鋰、鎳鈷錳三元材料等他們各個性能數(shù)據(jù)如圖1
若將它們的五個指標(biāo)分別分成五個等級再評判綜合性能時（容量為實(shí)際容量）；如果以安全為主要指標(biāo)，級次是壽命和高低溫性能的話，那么磷酸鐵鋰可以說是最安全實(shí)用的。
1、內(nèi)部電池的負(fù)極材料，目前的負(fù)極材料主要是傳統(tǒng)的石墨，現(xiàn)在正往硅碳發(fā)展；另一個就是正極材料中的磷酸鐵鋰和導(dǎo)電劑。磷酸鐵鋰的是橄欖石型結(jié)構(gòu)如圖3，晶型結(jié)構(gòu)中氧原子以稍微扭曲的六方緊密堆積的方式排列。Fe與Li分別位于氧原子八面體中心4c和4a位置，形成了FeO6和LiO6八面體。P占據(jù)了氧原子四面體4c位置，形成了PO4四面體。LiFePO4結(jié)構(gòu)在c軸方向上是鏈?zhǔn)降模?個PO4四面體與1個FeO6八面體、2個LiO6八面體共邊，由此形成三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)上看，PO4四面體位于FeO6層之間，這在一定程度上阻礙了鋰離子的擴(kuò)散運(yùn)動，此外，相鄰的FeO6八面體通過共頂點(diǎn)鏈接層狀結(jié)構(gòu)和尖晶是結(jié)構(gòu)中存在共棱的MO6八面體連續(xù)結(jié)構(gòu)不同，共頂點(diǎn)的八面體具有相對較低的電子傳導(dǎo)率使得鋰離子在充放電時遷移空間有限，大倍率充放電下電化學(xué)極化很大。從而直接影響電池的容量。
導(dǎo)電劑是指在活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與集流體之間起到收集微電流作用的物質(zhì)，因其能夠?qū)щ娊o電子的移動提供通道，所以能有效的提高電子在電極材料中的遷移速率進(jìn)而直接提高電池的充放電倍率性能。常見的導(dǎo)電劑主要有導(dǎo)電炭黑，石墨烯，碳納米管等，導(dǎo)電性能最好的是碳納米管，目前隨著碳納米管制造生產(chǎn)技術(shù)和分散生產(chǎn)技術(shù)的提高，正快速的稱為鋰電池的主要導(dǎo)電劑。
2、外部影響因素主要是環(huán)境溫度和放電倍率及充放電電壓。
將充滿電的電池分別置于不同的溫度環(huán)境中進(jìn)行放電，放電方法為1/3C恒流充電至電壓達(dá)到3.65V,改為恒壓充電直至電流下降至1A，停止充電。在環(huán)境中充分靜置，以1/3C恒流放電至電壓達(dá)到2V為止，計(jì)算出容量。將同一型號的6個電池在-40℃、20℃、0℃、30℃、50℃、60℃進(jìn)行充放電其結(jié)果容量如圖4所示；所以電池的容量隨溫度的升高而上升。
放電倍率對電池的影響主要體現(xiàn)容量上，容量隨放電倍率的增大而減小，一方面主要是電池自身內(nèi)阻的存在，當(dāng)大電流時，電池發(fā)熱，溫度升高帶你吃熱穩(wěn)定性能直接反饋；另一方面是大電流時，電池的活性物質(zhì)利用率較低，電池極化內(nèi)阻增大，極化電壓增加，電池電壓提前降低到放電終止電壓是電池輸出容量減少。
充電倍率對電池的影響，當(dāng)充電電壓過高時，電池發(fā)生副反應(yīng)并產(chǎn)生大量的熱，電極界面電阻隨之增大，熱穩(wěn)定性則降低，容量則減小。
