使用聚合物鋰離子電池過程中需要注意什么問題？AOKE聚合物鋰電與液態(tài)電池對(duì)比哪個(gè)好？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-04-15 09:39
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一、聚合物鋰電池概述
聚合物鋰電池一般指聚合物鋰離子電池。
根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料的不同，鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池（LiquifiedLithium-IonBattery，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)IB）和聚合物鋰離子電池（PolymerLithium-IonBattery，簡(jiǎn)稱為PLB）或塑料鋰離子電池（PlasTIcLithiumIonBatteries，簡(jiǎn)稱為PLB）。聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料，負(fù)極為石墨，電池工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同，液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì)，聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替，這種聚合物可以是“干態(tài)”的，也可以是“膠態(tài)”的，目前大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì)。
聚合物鋰電池分類：
固體：
固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率高，可在常溫下使用。
凝膠：
凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子導(dǎo)電率，使電池可在常溫下使用。
聚合物：
由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì)，與液態(tài)鋰離子電池相比，聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn)，因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼，從而可以改善整個(gè)電池的比容量；聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料，其質(zhì)量比能量將會(huì)比目前的液態(tài)鋰離子電池提高20%以上。聚合物鋰離子（PolymerLithium-IonBattery）電池具有小型化、薄型化、輕量化的特點(diǎn)。因此，聚合物電池在市場(chǎng)占有會(huì)逐漸增多。
聚合物鋰電池原理：
鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池（LIB）和聚合物鋰離子電池（PLB）兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，負(fù)極采用鋰—碳層間化合物L(fēng)ixC6，典型的電池體系為：
2.jpg
聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相同，主要區(qū)別是電解液與液態(tài)鋰不同。電池主要的構(gòu)造包括有正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項(xiàng)要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構(gòu)造中至少有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上使用高分子材料做為主要的電池系統(tǒng)。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中，高分子材料主要是被應(yīng)用于正極及電解質(zhì)。正極材料包括導(dǎo)電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機(jī)化合物，電解質(zhì)則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì)，或是有機(jī)電解液，一般鋰離子技術(shù)使用液體或膠體電解液，因此需要堅(jiān)固的二次包裝來容納可燃的活性成分，這就增加了重量，另外也限制了尺寸的靈活性。
新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化（ATL電池最薄可達(dá)0.5毫米，相于一張卡片的厚度）、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設(shè)計(jì)的靈活性，從而可以配合產(chǎn)品需求，做成任何形狀與容量的電池，為設(shè)備開發(fā)商在電源解決方案上提供了一些設(shè)計(jì)靈活性和適應(yīng)性，以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。同時(shí)，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了20%，其容量、與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池，有一些改善。
聚合物鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：
1.單體電池的工作電壓高達(dá)3.6v~3.8v遠(yuǎn)高于鎳氫和鎳鎘電池的1.2V電壓。
2.容量密度大，其容量密度是鎳氫電池或鎳鎘電池的1.5~2.5倍，或者更高。
3.自放電小，在放置很長(zhǎng)時(shí)間后其容量損失也很小。
4.壽命長(zhǎng)，正常使用其循環(huán)壽命可達(dá)到500次以上。
5.沒有記憶效應(yīng)，在充電前不必將剩余電量放空，使用方便。
6.安全性能好
聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝，有別于液態(tài)電芯的金屬外殼，一旦發(fā)生安全隱患，液態(tài)電芯容易爆炸，而聚合物電芯最多只會(huì)氣鼓。
7.厚度小，能做得更薄
超薄，電池能夠組裝進(jìn)信用卡中。普通液態(tài)鋰電采用先定制外殼，后塞正負(fù)極材料的方法，厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸，聚合物電芯則不存在這一問題，厚度可做到1mm以下，符合時(shí)下手機(jī)需求方向。
8.重量輕
采用聚合物電解質(zhì)的電池?zé)o需金屬殼來作為保護(hù)外包裝。聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%，較鋁殼電池輕20%。
9.容量大
聚合物電池較同等尺寸規(guī)格的鋼殼電池容量高10～15%，較鋁殼電池高5～10%，成為彩屏手機(jī)及彩信手機(jī)的首選，現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機(jī)也大多采用聚合物電芯。
10.內(nèi)阻小
聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小，目前國(guó)產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下，極大的減低了電池的自耗電，延長(zhǎng)手機(jī)的待機(jī)時(shí)間，完全可以達(dá)到與國(guó)際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。
11.形狀可定制
制造商不用局限于標(biāo)準(zhǔn)外形，能夠經(jīng)濟(jì)地做成合適的大小。聚合物電池可根據(jù)客戶的需求增加或減少電芯厚度，開發(fā)新的電芯型號(hào)，價(jià)格便宜，開模周期短，有的甚至可以根據(jù)手機(jī)形狀量身定做，以充分利用電池外殼空間，提升電池容量。
12.放電特性佳
聚合物電池采用膠體電解質(zhì)，相比液態(tài)電解質(zhì)，膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)。
13.保護(hù)板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單
由于采用聚合物材料，電芯不起火、不爆炸，電芯本身具有足夠的安全性，因此聚合物電池的保護(hù)線路設(shè)計(jì)可考慮省略PTC和保險(xiǎn)絲，從而節(jié)約電池成本。
缺點(diǎn)：
1.電池成本高，電解質(zhì)體系提純困難。
2.需要保護(hù)線路控制，過充或者過放都會(huì)使電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的可逆性遭到破壞，從而嚴(yán)重影響電池的壽命。
AOKE聚合物鋰離子電池是新一代鋰離子電池，不僅具有液態(tài)鋰離子電芯的高電壓、長(zhǎng)循環(huán)壽命、放電電壓平穩(wěn)以及清潔無污染等特點(diǎn)，而且消除了液態(tài)鋰離子電池存在的爆炸的安全隱患。同時(shí)外形更靈活、方便，重量更輕巧。產(chǎn)品性能均達(dá)到或超過液態(tài)鋰離子電池的技術(shù)指標(biāo)，更具安全性。
AOKE聚合物鋰電與液態(tài)電池對(duì)比：
安全性能好：外包裝為鋁塑包裝，有別于液態(tài)鋰電的金屬外殼，由于采用軟包裝技術(shù)，內(nèi)部質(zhì)量隱患可立即通過外包裝變形而顯示出來，一旦發(fā)生安全隱患，不會(huì)爆炸，只會(huì)鼓脹；
超薄設(shè)計(jì)：適合各種超薄電器，而液態(tài)鋰離子電池在厚度做到3.6mm以下時(shí)存在技術(shù)瓶頸。
重量輕：聚合物鋰電比同等規(guī)格的鋼殼液鋰輕40％，比鋁殼液鋰輕20％；
容量大：聚合物比同等規(guī)格的鋼殼液鋰容量高10-15％，比鋁殼液鋰容量高5-10％；
內(nèi)阻小：目前我司的產(chǎn)品內(nèi)阻能夠作到35mΩ以下，使電池容量能夠更大發(fā)揮，相同的容量，在有的設(shè)計(jì)中，會(huì)因內(nèi)阻大小不同，使用時(shí)間相差20-50%；
形狀可定制：可根據(jù)客戶的要求靈活定制電池的厚度、形狀，并可做出弧形等特殊形狀；
放電特性佳：聚合物鋰電采用膠態(tài)電解質(zhì)，具有更平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)。
使用聚合物鋰離子電池的注意事項(xiàng)
一、電芯操作注意事項(xiàng)
由于電芯屬于軟包裝，為保證電芯的性能不受損害，必須小心對(duì)電芯進(jìn)行操作。
1.鋁箔包裝材料
鋁箔包裝材料易被尖銳部件刺損，諸如鎳片、尖針。
禁止用尖銳部件碰撞電池
應(yīng)清潔工作環(huán)境，避免有尖銳部件存在
禁止用釘子及其它利器刺穿電池
禁止將電池與金屬物，如項(xiàng)鏈、發(fā)夾等一起運(yùn)輸或貯存
2.頂封邊
頂封邊非常容易受到損害
禁止彎折頂封邊
3.折邊
折邊在電池生產(chǎn)過程中已完成，并通過了密封測(cè)試。
禁止打開或破壞折邊
4.極耳
極耳的機(jī)械強(qiáng)度并非異常堅(jiān)固，特別是鋁片。
禁止彎折極耳
5.機(jī)械撞擊
禁止墜落、沖擊、彎折電芯
禁止用錘子敲擊或踩踏電池
禁止敲擊或拋擲電池。
6.短路
任何時(shí)候禁止短路電芯，它會(huì)導(dǎo)致電芯嚴(yán)重?fù)p壞
禁止用金屬物如電線短路連接電池正負(fù)極
二、聚合物鋰離子電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境
環(huán)境溫度：20±5℃
相對(duì)濕度：45～85%
在測(cè)試前電池都要先放完電
三、聚合物鋰離子電范充放電注意事項(xiàng)
1.充電
充電電流及充電電壓不得超過以下標(biāo)準(zhǔn)，如超過規(guī)定值可能會(huì)對(duì)電芯的充放電性能、機(jī)械性能及安全性造成造成損壞，進(jìn)可能導(dǎo)致發(fā)熱及泄漏。
電池充電器必須能恒流恒壓充電；
充電時(shí)的單體電池充電電流必須在1C5A以下；
充電時(shí)溫度范圍在0～+45℃；
充電時(shí)電壓不能超過4.23V。
2.放電
放電電流不得超過以下標(biāo)準(zhǔn)，放電必須在本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)進(jìn)行。
單體電池放電電流必須小于2C5A；
放電時(shí)溫度范圍在-20～+60℃；
單體電池放電終止電壓不小于2.75V。
聚合物鋰電池一般指聚合物鋰離子電池。
根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料的不同，鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池（LiquifiedLithium-IonBattery，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)IB）和聚合物鋰離子電池（PolymerLithium-IonBattery，簡(jiǎn)稱為PLB）或塑料鋰離子電池（PlasTIcLithiumIonBatteries，簡(jiǎn)稱為PLB）。聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰材料，負(fù)極為石墨，電池工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同，液態(tài)鋰離子電池使用液體電解質(zhì)，聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替，這種聚合物可以是“干態(tài)”的，也可以是“膠態(tài)”的，目前大部分采用聚合物凝膠電解質(zhì)。
聚合物鋰電池分類：
固體：
固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導(dǎo)率高，可在常溫下使用。
凝膠：
凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子導(dǎo)電率，使電池可在常溫下使用。
聚合物：
由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì)，與液態(tài)鋰離子電池相比，聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點(diǎn)，因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼，從而可以改善整個(gè)電池的比容量；聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料，其質(zhì)量比能量將會(huì)比目前的液態(tài)鋰離子電池提高20%以上。聚合物鋰離子（PolymerLithium-IonBattery）電池具有小型化、薄型化、輕量化的特點(diǎn)。因此，聚合物電池在市場(chǎng)占有會(huì)逐漸增多。
聚合物鋰電池原理：
鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池（LIB）和聚合物鋰離子電池（PLB）兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO2，LiNiO2或LiMn2O4，負(fù)極采用鋰—碳層間化合物L(fēng)ixC6，典型的電池體系為：
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聚合物鋰離子電池的原理與液態(tài)鋰相同，主要區(qū)別是電解液與液態(tài)鋰不同。電池主要的構(gòu)造包括有正極、負(fù)極與電解質(zhì)三項(xiàng)要素。所謂的聚合物鋰離子電池是說在這三種主要構(gòu)造中至少有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上使用高分子材料做為主要的電池系統(tǒng)。而在目前所開發(fā)的聚合物鋰離子電池系統(tǒng)中，高分子材料主要是被應(yīng)用于正極及電解質(zhì)。正極材料包括導(dǎo)電高分子聚合物或一般鋰離子電池所采用的無機(jī)化合物，電解質(zhì)則可以使用固態(tài)或膠態(tài)高分子電解質(zhì)，或是有機(jī)電解液，一般鋰離子技術(shù)使用液體或膠體電解液，因此需要堅(jiān)固的二次包裝來容納可燃的活性成分，這就增加了重量，另外也限制了尺寸的靈活性。
新一代的聚合物鋰離子電池在形狀上可做到薄形化（ATL電池最薄可達(dá)0.5毫米，相于一張卡片的厚度）、任意面積化和任意形狀化，大大提高了電池造型設(shè)計(jì)的靈活性，從而可以配合產(chǎn)品需求，做成任何形狀與容量的電池，為設(shè)備開發(fā)商在電源解決方案上提供了一些設(shè)計(jì)靈活性和適應(yīng)性，以最大化地優(yōu)化其產(chǎn)品性能。同時(shí)，聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了20%，其容量、與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池，有一些改善。
聚合物鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：
1.單體電池的工作電壓高達(dá)3.6v~3.8v遠(yuǎn)高于鎳氫和鎳鎘電池的1.2V電壓。
2.容量密度大，其容量密度是鎳氫電池或鎳鎘電池的1.5~2.5倍，或者更高。
3.自放電小，在放置很長(zhǎng)時(shí)間后其容量損失也很小。
4.壽命長(zhǎng)，正常使用其循環(huán)壽命可達(dá)到500次以上。
5.沒有記憶效應(yīng)，在充電前不必將剩余電量放空，使用方便。
6.安全性能好
聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝，有別于液態(tài)電芯的金屬外殼，一旦發(fā)生安全隱患，液態(tài)電芯容易爆炸，而聚合物電芯最多只會(huì)氣鼓。
7.厚度小，能做得更薄
超薄，電池能夠組裝進(jìn)信用卡中。普通液態(tài)鋰電采用先定制外殼，后塞正負(fù)極材料的方法，厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸，聚合物電芯則不存在這一問題，厚度可做到1mm以下，符合時(shí)下手機(jī)需求方向。
8.重量輕
采用聚合物電解質(zhì)的電池?zé)o需金屬殼來作為保護(hù)外包裝。聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%，較鋁殼電池輕20%。
9.容量大
聚合物電池較同等尺寸規(guī)格的鋼殼電池容量高10～15%，較鋁殼電池高5～10%，成為彩屏手機(jī)及彩信手機(jī)的首選，現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機(jī)也大多采用聚合物電芯。
10.內(nèi)阻小
聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小，目前國(guó)產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下，極大的減低了電池的自耗電，延長(zhǎng)手機(jī)的待機(jī)時(shí)間，完全可以達(dá)到與國(guó)際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。
11.形狀可定制
制造商不用局限于標(biāo)準(zhǔn)外形，能夠經(jīng)濟(jì)地做成合適的大小。聚合物電池可根據(jù)客戶的需求增加或減少電芯厚度，開發(fā)新的電芯型號(hào)，價(jià)格便宜，開模周期短，有的甚至可以根據(jù)手機(jī)形狀量身定做，以充分利用電池外殼空間，提升電池容量。
12.放電特性佳
聚合物電池采用膠體電解質(zhì)，相比液態(tài)電解質(zhì)，膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)。
13.保護(hù)板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單
由于采用聚合物材料，電芯不起火、不爆炸，電芯本身具有足夠的安全性，因此聚合物電池的保護(hù)線路設(shè)計(jì)可考慮省略PTC和保險(xiǎn)絲，從而節(jié)約電池成本。
缺點(diǎn)：
1.電池成本高，電解質(zhì)體系提純困難。
2.需要保護(hù)線路控制，過充或者過放都會(huì)使電池內(nèi)部化學(xué)物質(zhì)的可逆性遭到破壞，從而嚴(yán)重影響電池的壽命。
AOKE聚合物鋰離子電池是新一代鋰離子電池，不僅具有液態(tài)鋰離子電芯的高電壓、長(zhǎng)循環(huán)壽命、放電電壓平穩(wěn)以及清潔無污染等特點(diǎn)，而且消除了液態(tài)鋰離子電池存在的爆炸的安全隱患。同時(shí)外形更靈活、方便，重量更輕巧。產(chǎn)品性能均達(dá)到或超過液態(tài)鋰離子電池的技術(shù)指標(biāo)，更具安全性。
AOKE聚合物鋰電與液態(tài)電池對(duì)比：
安全性能好：外包裝為鋁塑包裝，有別于液態(tài)鋰電的金屬外殼，由于采用軟包裝技術(shù)，內(nèi)部質(zhì)量隱患可立即通過外包裝變形而顯示出來，一旦發(fā)生安全隱患，不會(huì)爆炸，只會(huì)鼓脹；
超薄設(shè)計(jì)：適合各種超薄電器，而液態(tài)鋰離子電池在厚度做到3.6mm以下時(shí)存在技術(shù)瓶頸。
重量輕：聚合物鋰電比同等規(guī)格的鋼殼液鋰輕40％，比鋁殼液鋰輕20％；
容量大：聚合物比同等規(guī)格的鋼殼液鋰容量高10-15％，比鋁殼液鋰容量高5-10％；
內(nèi)阻小：目前我司的產(chǎn)品內(nèi)阻能夠作到35mΩ以下，使電池容量能夠更大發(fā)揮，相同的容量，在有的設(shè)計(jì)中，會(huì)因內(nèi)阻大小不同，使用時(shí)間相差20-50%；
形狀可定制：可根據(jù)客戶的要求靈活定制電池的厚度、形狀，并可做出弧形等特殊形狀；
放電特性佳：聚合物鋰電采用膠態(tài)電解質(zhì)，具有更平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)。
使用聚合物鋰離子電池的注意事項(xiàng)
一、電芯操作注意事項(xiàng)
由于電芯屬于軟包裝，為保證電芯的性能不受損害，必須小心對(duì)電芯進(jìn)行操作。
1.鋁箔包裝材料
鋁箔包裝材料易被尖銳部件刺損，諸如鎳片、尖針。
禁止用尖銳部件碰撞電池
應(yīng)清潔工作環(huán)境，避免有尖銳部件存在
禁止用釘子及其它利器刺穿電池
禁止將電池與金屬物，如項(xiàng)鏈、發(fā)夾等一起運(yùn)輸或貯存
2.頂封邊
頂封邊非常容易受到損害
禁止彎折頂封邊
3.折邊
折邊在電池生產(chǎn)過程中已完成，并通過了密封測(cè)試。
禁止打開或破壞折邊
4.極耳
極耳的機(jī)械強(qiáng)度并非異常堅(jiān)固，特別是鋁片。
禁止彎折極耳
5.機(jī)械撞擊
禁止墜落、沖擊、彎折電芯
禁止用錘子敲擊或踩踏電池
禁止敲擊或拋擲電池。
6.短路
任何時(shí)候禁止短路電芯，它會(huì)導(dǎo)致電芯嚴(yán)重?fù)p壞
禁止用金屬物如電線短路連接電池正負(fù)極
二、聚合物鋰離子電池測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境
環(huán)境溫度：20±5℃
相對(duì)濕度：45～85%
在測(cè)試前電池都要先放完電
三、聚合物鋰離子電范充放電注意事項(xiàng)
1.充電
充電電流及充電電壓不得超過以下標(biāo)準(zhǔn)，如超過規(guī)定值可能會(huì)對(duì)電芯的充放電性能、機(jī)械性能及安全性造成造成損壞，進(jìn)可能導(dǎo)致發(fā)熱及泄漏。
電池充電器必須能恒流恒壓充電；
充電時(shí)的單體電池充電電流必須在1C5A以下；
充電時(shí)溫度范圍在0～+45℃；
充電時(shí)電壓不能超過4.23V。
2.放電
放電電流不得超過以下標(biāo)準(zhǔn)，放電必須在本標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)進(jìn)行。
單體電池放電電流必須小于2C5A；
放電時(shí)溫度范圍在-20～+60℃；
單體電池放電終止電壓不小于2.75V。
