鋰離子電池性能優(yōu)缺點綜述
來源：寶鄂實業(yè)
2020-04-11 19:13
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鋰離子電池性能優(yōu)缺點綜述
鋰離子電池以其優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。
鋰離子電池的優(yōu)點如下:
(1)鋰電池高壓平臺。單個電池的平均電壓為3.7v或3.2v，約等于三塊鎳鎘電池或鎳氫電池的串聯(lián)電壓，有利于電池組的形成。
(2)儲能密度高。與其他電池相比，鋰電池的能量密度非常高，達(dá)到460-600wh /kg，大約是鉛酸電池的6-7倍。這意味著在相同的充電容量下，鋰電池的重量更輕。經(jīng)計算，相同體積的鉛酸產(chǎn)品重量約為鉛酸產(chǎn)品重量的1/5-1/6。
(3)使用壽命較長。鋰電池的使用壽命可達(dá)6年以上。以磷酸亞鐵鋰電池為例，在1C充放電速率下，最大循環(huán)可達(dá)1000次。
(4)高功率容量。電動汽車使用的磷酸亞鐵鋰離子電池最大充放電速率為15c-30c，非常適合大功率汽車的啟動和加速。
(5)自放電率很低。自放電率是鋰離子電池最突出的優(yōu)點之一。在相同條件下，常溫下1個月滿電池自放電率約為10%，鎳鎘自放電率為25-30%，氫化物鎳自放電率為30-35%。
(6)無記憶效應(yīng)。這意味著鋰離子電池可以隨時充電和放電，而不必像鎳氫電池或鎳錫電池那樣等待充電耗盡。
(7)高低溫適應(yīng)性。鋰電池可以在-20℃—60℃的環(huán)境中使用，經(jīng)過工藝上的處理，可以在-45℃的環(huán)境中使用。
(8)環(huán)境保護。在生產(chǎn)、使用或報廢過程中，不含或不產(chǎn)生鉛、汞、鎘等有毒重金屬物質(zhì)。
(9)鋰、錳、鐵、釩是我國鋰離子電池的主要原料，資源豐富;生產(chǎn)過程耗水量少，這對水資源匱乏的國家來說是件好事。
然而，鋰電池也有其自身不可克服的缺陷，主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)低溫時電池性能明顯下降，放電平臺減小，輸出功率減小，可用功率減小。
(2)使用不當(dāng)存在安全隱患。由于鋰離子電池組件非常活躍，如果使用不當(dāng)會發(fā)生電解液分解、燃燒甚至爆炸等重大事故。
(3)不同的放電速率對電池的使用容量影響較大。
(4)過充過放會對電池造成不可逆的損害。鑒于以上缺點，一般采用大容量的鋰電池組來監(jiān)測電池保護裝置的使用情況。
表1為鋰離子電池與其他電池性能對比。
表1各種電池性能對比
二次電池的分類鋰離子電池鎳金屬氫化物電池鎳鎘電池鉛酸電池
正極系統(tǒng)鋰過渡金屬氧化物氫氧化鎳氫氧化鎳二氧化鉛
石墨等多層儲氫合金氧化鎘海綿鉛負(fù)極系統(tǒng)
隔膜系統(tǒng)PP/PEPP或PEPP尼龍玻璃纖維棉
電解液為有機鋰電解液KOH水溶液KOH水溶液稀硫酸
標(biāo)稱電壓3.0~ 3.71.2 1.2 2.0
體能密度350~400wh/l 320~350wh/l 160~180wh/l 65~wh/l
重量能量密度180~200wh/kg 60~65wh/kg 40~45wh/kg 25~30wh/kg
離子遷移氧化還原氧化還原氧化還原
充放電方式恒流恒壓恒流充電恒流充電恒流充電恒流充電
充電端子控制恒流/電壓極限恒流極限恒流電壓調(diào)節(jié)器
安全具有一定的安全隱患
環(huán)境保護環(huán)境保護鎘污染鉛污染
最佳操作溫度為0℃~45℃~ 20℃~45℃~ 20℃~60℃~ 40℃~70℃
價格(2.2 ~ 2.8元/wh)/wh 3.5 ~ 4.0 /wh 2.2 ~ 2.8 /wh 0.7 ~ 1.0 /wh
充電器成本高(恒流、恒壓)一般(控制恒流源)一般(控制恒流源)低(電壓調(diào)節(jié)器)
