人們經(jīng)常聽到的一個說法是，鋰電池的壽命是“500次”，鋰電池原理意義上的“次”指的是循環(huán)壽命，也就是一個完全充放電周期，行業(yè)內(nèi)的測試方法是：放電深度×充電次數(shù)＝循環(huán)壽命，在數(shù)值上放電深度為80%，至少要充放電625次，即80%×625＝500（次）。放電深度指電池使用過程中，電池放出的容量占其額定容量的百分比。之所以用80%放電深度，是因為放電深度的高低和充電壽命有密切關(guān)系，放電深度過大，電池壽命會縮短。我們在手機的日常使用過程中，當手機提醒電池電量過低時，就要開始充電了。因此說，500次的循環(huán)壽命就是鋰電池的理論壽命。

 由于人們并不能完全注意到及時充電這個問題，所以，一條生產(chǎn)線上下來的鋰電池，廠家在試驗條件下測試出的理論壽命，并不一定您的電池就能達到，對于您的電池來說就是：實際充電次數(shù)×放電深度=實際電池壽命。循環(huán)壽命的概念明確后，我們就能夠?qū)⑵渑c銷售商/消費者所稱的“充電×××次”及“充電×年”相區(qū)別。

 售賣電器或電池上標識的可反復(fù)充電次數(shù)，都是以80%放電深度為基礎(chǔ)的。所以有人聽到“500次”的說法就以為一定要把手機的電量放完再進行充電，這個想法理論上不科學(xué)，實踐中也是錯誤的，這樣做，恰恰會因過充或者過放使電池結(jié)構(gòu)過早遭到破壞，反而縮短了鋰電池的使用壽命。

 另外一個常見的現(xiàn)象是，手機廠家通常會對電池做出使用若干年，保修一年的承諾，這一承諾實際上來自于電池制造商，正如本文開頭所說，鋰電池實際能使用多少年，與鋰電池的正確使用方法緊密關(guān)聯(lián)，除了規(guī)定的放電深度（即防過放）及防過充之外，還有一些因素會影響鋰電池的使用壽命，如電流和電壓的大小、環(huán)境的冷暖、閑置時的電量保持等。需要指出的是，鋰電池的自然壽命終究是有上限的，我們平常說的“延長鋰電池壽命”的方法，其實是指，通過對鋰電池的正確使用和保養(yǎng)，使鋰電池釋放更多的可以釋放的能量。

采用含有鋰元素的材料作為電極的電池。它是現(xiàn)代高性能電池的代表。

名詞簡介

鋰離子電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。

鋰離子電池容易與下面兩種電池混淆：

（1）鋰電池：存在鋰單質(zhì)。

（2）鋰離子聚合物電池：用多聚物取代液態(tài)有機溶劑。

組成部分

鋼殼/鋁殼/圓柱/軟包裝系列：

（1）正極——活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰，現(xiàn)在又出現(xiàn)了鎳鈷錳酸鋰材料，電動自行車則用磷酸鐵鋰，導(dǎo)電集流體使用厚度10--20微米的電解鋁箔。

（2）隔膜——一種特殊的復(fù)合膜，可以讓離子通過，但卻是電子的絕緣體。

（3）負極——活性物質(zhì)為石墨，或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳，導(dǎo)電集流體使用厚度7-15微米的電解銅箔。

（4）有機電解液——溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑，聚合物的則使用凝膠狀電解液。

（5）電池外殼——分為鋼殼（現(xiàn)在方型很少使用）、鋁殼、鍍鎳鐵殼（圓柱電池使用）、鋁塑膜（軟包裝）等，還有電池的蓋帽，也是電池的正負極引出端。

作用機理

鋰離子電池以碳素材料為負極，以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌（習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負極用插入或脫插表示）。在充放電過程中，鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為“搖椅電池”。

工作狀態(tài)和效率

鋰離子電池能量密度大，平均輸出電壓高。自放電小，好的電池，每月在2%以下（可恢復(fù)）。沒有記憶效應(yīng)。工作溫度范圍寬為-20℃～60℃。循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電、充電效率高達100%，而且輸出功率大。使用壽命長。不含有毒有害物質(zhì)，被稱為綠色電池。

充電

充電是電池重復(fù)使用的重要步驟，鋰離子電池的充電過程分為兩個階段：恒流快充階段和恒壓電流遞減階段。恒流快充階段，電池電壓逐步升高到電池的標準電壓，隨后在控制芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段，電壓不再升高以確保不會過充，電流則隨著電池電量的上升逐步減弱到設(shè)定的值，而最終完成充電。電量統(tǒng)計芯片通過記錄放電曲線可以抽樣計算出電池的電量。鋰離子電池在多次使用后，放電曲線會發(fā)生改變，鋰離子電池雖然不存在記憶效應(yīng)，但是充、放電不當會嚴重影響電池性能。

充電注意事項

鋰離子電池過度充放電會對正負極造成永久性損壞。過度放電導(dǎo)致負極碳片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，而塌陷會造成充電過程中鋰離子無法插入；過度充電使過多的鋰離子嵌入負極碳結(jié)構(gòu)，而造成其中部分鋰離子再也無法釋放出來。

充電量等于充電電流乘以充電時間，在充電控制電壓一定的情況下，充電電流越大（充電速度越快），充電電量越小。電池充電速度過快和終止電壓控制點不當，同樣會造成電池容量不足，實際是電池的部分電極活性物質(zhì)沒有得到充分反應(yīng)就停止充電，這種充電不足的現(xiàn)象隨著循環(huán)次數(shù)的增加而加劇。

放電

第一次充放電，如果時間能較長(一般3至4小時足夠)，那么可以使電極盡可能多的達到最高氧化態(tài)（充足電），放電（或使用）時則強制放到規(guī)定的電壓、或直至自動關(guān)機，如此能激活電池使用容量。

但在鋰離子電池的平常使用中，不需要如此操作，可以隨時根據(jù)需要充電，充電時既不必要一定充滿電為止，也不需要先放電。像首次充放電那樣的操作，只需要每隔3至4個月進行連續(xù)的1至2次即可。

化學(xué)解析

概述：和所有化學(xué)電池一樣，鋰離子電池也由三個部分組成：正極、負極和電解質(zhì)。電極材料都是鋰離子可以嵌入(插入)/脫嵌(脫插)的。

正極：正極材料，如上文所述，可選的正極材料很多，目前主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對照：

正極反應(yīng)：放電時鋰離子嵌入，充電時鋰離子脫嵌。充電時：LiFePO4→Li1-xFePO4+xLi+xe放電時：Li1-xFePO4+xLi+xe→LiFePO4

負極：負極材料，多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。

負極反應(yīng)：放電時鋰離子脫插，充電時鋰離子插入。充電時：xLi+xe+6C→LixC6放電時：LixC6→xLi+xe+6C

電解質(zhì)溶液

溶質(zhì)：常采用鋰鹽，如高氯酸鋰(LiClO4)、六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)。溶劑：由于電池的工作電壓遠高于水的分解電壓，因此鋰離子電池常采用有機溶劑，如乙醚、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二乙基碳酸酯等。有機溶劑常常在充電時破壞石墨的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其剝脫，并在其表面形成固體電解質(zhì)膜(solidelectrolyteinterphase，SEI)導(dǎo)致電極鈍化。有機溶劑還帶來易燃、易爆等安全性問題。

主要優(yōu)點

（1）電壓高：單體電池的工作電壓高達3.7-3.8V（磷酸鐵鋰的是3.2V），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555Wh/kg左右，即材料能達到150mAh/g以上的比容量（3至4倍于Ni-Cd，2--3倍于Ni-MH），已接近于其理論值的約88%。

（3）循環(huán)壽命長：一般均可達到500次以上,甚至1000次以上，磷酸鐵鋰的可以達到2000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(yīng)。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(yīng)用領(lǐng)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(jié)式）的Ni-Cd電池存在的一大弊病為“記憶效應(yīng)”，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?。菏覝叵鲁錆M電的Li-ion儲存1個月后的自放電率為2%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30分鐘容量可以達到標稱容量的80%以上，現(xiàn)在磷鐵電池可以達到10分鐘充電到標稱容量的90%。

（7）工作溫度范圍高，工作溫度為-25~45°C，隨著電解液和正極的改進，期望能擴寬到-40~70°C。