詳解鋰離子電池的優(yōu)點和缺點
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-04 08:37
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鋰離子電池的主要優(yōu)點
（1）工作電壓高：通常單體鋰離子電池的電壓為 3.6V，一節(jié)鋰離子電池相當于三節(jié)鎳鎘或鎳氫電池的串聯(lián)。
（2）體積小、重量輕、能量密度高：考慮壽命因素后，鋰離子電池總的能量密度是鎳鎘電池的 3 倍，鎳氫電池的 1.5 倍，與同容量鎳氫電池相比，體積可減小 30% ，重量可降低 50%，有利于便攜式電子設備小型輕量化。
（3）壽命長且無記憶效應：鋰離子電池采用碳陽極，在充放電過程中，碳陽極不會生成鋰枝狀晶，從而可以避免電池因內(nèi)部鋰枝晶短路而損壞。國外鋰離子電池的壽命可達 1200 次以上，遠遠高于其它各類電池。鋰離子電池沒有記憶效應，可隨時補充，電池效能能充分發(fā)揮，而鎳鎘、鎳氫電池經(jīng)常會有使用了一半而不得不放電再充電的現(xiàn)象，其實際使用次數(shù)大打折扣。
（4）安全快速充電：鋰離子電池與金屬鋰電池不同，它的陽極用特殊的碳電極代替金屬鋰電極，因此允許快速充電。
（5）允許工作溫度范圍寬：鋰離子電池具有優(yōu)良的高低溫放電性能，可在-20℃～+60℃之間工作。高溫放電性能優(yōu)于其它各類電池。
（6）自放電小：每月僅為 2%。
（7）無污染：不含重金屬和有毒物質(zhì)，是真正的綠色能源。
（8）成本可望最低：不含任何稀有貴金屬，主要原材料都很便宜。
鋰離子電池的主要缺點
（1）內(nèi)部阻抗高。因為鋰離子電池的電解液為有機溶液，其電導率比鎳鎘電池、鎳氫電池的水深溶電解液的電導率小得多，所以，鋰離子電池的內(nèi)部阻抗比鎳鎘電池或鎳氫電池約大 10 倍。
（2）工作電壓變化較大。電池放電到額定容量的 80%時，鎳鎘電池的電壓變化很?。s 20%），而鋰離子電池的電壓變化很大（約 40%）。對電池供電的設備來說，這是嚴重的缺點。但是，也正是由于鋰離子電池放電電壓變化較大，很容易據(jù)此檢測電池的剩余電量。
（3）放電速率較大時，容量下降也較大。放電速率為 0.5C 時，鋰離子電池和鎳鎘電池容量的減少量相當，但高放電速率（>1C）時，鋰離子電池的容量則嚴重減少。 因此，鋰離子電池無法大電流放電，最大放電速率為 1C。放電速率超過 1C 時，電池的容量和壽命將減少。1） 電壓高，單體電池的工作電壓高達 3.6-3.9V，是 Ni-Cd、 Ni-H 電池的 3 倍2） 比能量大，目前能達到的實際比能量為 100-125Wh/kg 和
240-300Wh/L（2 倍于 Ni-Cd，1.5 倍于 Ni-MH）,未來隨著技術發(fā)展,比能量可高達 150Wh/kg 和 400 Wh/L
3） 循環(huán)壽命長,一般均可達到 500 次以上,甚至 1000 次以上.對于小電流放電的電器,電池的使用期限 將倍增電器的競爭力.
4） 安全性能好,無公害,無記憶效應.作為Li-ion前身的鋰電池,因金屬鋰易形成枝晶發(fā)生短路,縮減了其應用領域：Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環(huán)境有污染的元素：部分工藝（如燒結式）的Ni-Cd電池存在的一大弊病為“記憶效應”，嚴重束縛電池的使用，但Li-ion根本不存在這方面的問題。
5） 自放電小，室溫下充滿電的 Li-ion 儲存 1 個月后的自放電率為
10%左右，大大低于 Ni-Cd 的 25-30%，Ni、MH 的 30-35%。
6) 可快速充放電，1C 充電是容量可以達到標稱容量的 80%以上。
7) 工作溫度范圍高，工作溫度為-25~45°C，隨著電解質(zhì)和正極的改進，期望能擴寬到-40~70°C。2、具有高儲存能量密度：相對其他電池而言鋰電池能量密度很高，目前已達到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、使用壽命相對較長：鋰電池的使用壽命可達到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*紀錄可達1000次。
4、具備高功率承受力：電動車鋰電池用的磷酸亞鐵鋰離子電池*充放電倍率可以達到15C-30C，這非常適合動力汽車高強度的啟動和加速。
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，室溫下滿電存儲一個月的自放電率約10％左右，而同等條件下鎳鎘為25～30％、鎳氫為30～35％。
6、無記憶效應：這意味著鋰離子電池可以隨時充放電，而不必像鎳氫、鎳錫電池一樣，必須要等到電量耗盡。
7、高低溫適應性強：鋰電池可在-20℃--60℃的環(huán)境下使用，經(jīng)過工藝上的處理，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、釩等在我國都是富產(chǎn)資源；生產(chǎn)基本不消耗水，對水之源稀缺的國家十分有利。
鋰離子電池也存在著一定的缺點
1） 電池成本較高。主要表現(xiàn)在正極材料 LiCoO2 的價格高
（Co 的資源較少），電解質(zhì)體系提純困難。
2） 不能大電流放電。由于有機電解質(zhì)體系等原因，電池內(nèi)阻相對
其他類電池大。故要求較小的放電電流密度，一般放電電流在 0.5C 以下，只適合于中小電流的電器使用。
3） 需要保護線路控制。
A、 過充保護：電池過充將破壞正極結構而影響性能和壽命；同時過充電使電解液分解，內(nèi)部壓力過高而導致漏液等問題；故必須在 4.1V-4.2V 的恒壓下充電；
B、 過放保護：過放會導致活性物質(zhì)的恢復困難，故也需要有保護線路控制。
4）充電電池定義
充電電池又稱：蓄電池、二次電池，是可以反復充電使用的電池。常見的有：鉛酸電池（用于汽車時，俗稱“電瓶”）、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池。1、鋰電池電壓平臺高：單體電池的平均電壓為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。
鋰離子電池的缺點
1、錯誤使用存在安全隱患：由于鋰離子電池組成物質(zhì)非?；钴S，若使用錯誤將會出現(xiàn)電解液分解、燃燒甚至爆炸的重大事故。
2、不同放電倍率對電池的可用容量影響較大。
3、過充電和過放電均會對電池造成不可恢復的損害：針對以上的缺點，一般大容量的鋰電池組均采用了保護裝置來監(jiān)視電池的使用過程。
4、低溫下電池性能明顯惡化，放電平臺下降、輸出功率減小、可用電量衰減等。
