總結(jié)歸納鋰離子電池與鋰原電池的特點(diǎn)
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-16 17:44
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1.鋰原電池
也稱一次鋰電池。可以連續(xù)放電，也可以間歇放電。一旦電能耗盡便不能再用，在照相機(jī)等耗電量較低的電子產(chǎn)品中廣泛使用。鋰原電池自放電很低，可保存3年之久，在冷藏的條件下保存，效果會(huì)更好。將鋰原電池存放在低溫的地方，不失是一個(gè)好方法。注意事項(xiàng)：鋰原電池與鋰離子電池不同，鋰原電池不能充電，充電十分危險(xiǎn)！
2.鋰離子電池
也稱二次鋰電池。在20℃下可儲(chǔ)存半年以上，這是由于它的自放電率很低，而且大部分容量可以恢復(fù)。
鋰電池存在的自放電現(xiàn)象，如果電池電壓在3.6V以下長(zhǎng)時(shí)間保存，會(huì)導(dǎo)致電池過(guò)放電而破壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少電池壽命。因此長(zhǎng)期保存的鋰電池應(yīng)當(dāng)每3~6個(gè)月補(bǔ)電一次，即充電到電壓為3.8~3.9V（鋰電池最佳儲(chǔ)存電壓為3.85V左右）、保持在40%-60%放電深度為宜，不宜充滿。電池應(yīng)保存在4℃~35℃的干燥環(huán)境中或者防潮包裝。要遠(yuǎn)離熱源，也不要置于陽(yáng)光直射的地方。
鋰電池的應(yīng)用溫度范圍很廣，在北方的冬天室外，仍然可以使用，但容量會(huì)降低很多，如果回到室溫的條件下，容量又可以恢復(fù)。
鋰電池的特點(diǎn)
1、具有更高的能量重量比、能量體積比；
2、電壓高，單節(jié)鋰電池電壓為3.6V，等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓；
3、自放電小可長(zhǎng)時(shí)間存放，這是該電池最突出的優(yōu)越性；
4、無(wú)記憶效應(yīng)。鋰電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應(yīng)，所以鋰電池充電前無(wú)需放電；
5、壽命長(zhǎng)。正常工作條件下，鋰電池充/放電循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)大于500次；
6、可以快速充電。鋰電池通常可以采用0.5～1倍容量的電流充電，使充電時(shí)間縮短至1～2小時(shí)；
7、可以隨意并聯(lián)使用；
8、由于電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，是當(dāng)代最先進(jìn)的綠色電池；
鋰離子電池具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）電壓高，單體電池的工作電壓高達(dá)3.6-3.9V，是Ni-Cd、Ni-H電池的3倍
2）比能量大，目前能達(dá)到的實(shí)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(lái)隨著技術(shù)發(fā)展,比能量可高達(dá)150Wh/kg和400Wh/L
3）循環(huán)壽命長(zhǎng),一般均可達(dá)到500次以上,甚至1000次以上.對(duì)于小電流放電的電器,電池的使用期限將倍增電器的競(jìng)爭(zhēng)力.
4）安全性能好,無(wú)公害,無(wú)記憶效應(yīng).作為L(zhǎng)i-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(duì)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(yán)重束縛電池的使用，但Li-ion根本不存在這方面的問(wèn)題。
5）自放電小，室溫下充滿電的Li-ion儲(chǔ)存1個(gè)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(dá)到標(biāo)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(jìn)，期望能擴(kuò)寬到-40~70°C。
鋰離子電池也存在著一定的缺點(diǎn)，如：
1）電池成本較高。主要表現(xiàn)在正極材料LiCoO2的價(jià)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(jī)電解質(zhì)體系等原因，電池內(nèi)阻相對(duì)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(hù)線路控制。
A、過(guò)充保護(hù)：電池過(guò)充將破壞正極結(jié)構(gòu)而影響性能和壽命；同時(shí)過(guò)充電使電解液分解，內(nèi)部壓力過(guò)高而導(dǎo)致漏液等問(wèn)題；故必須在4.1V-4.2V的恒壓下充電；
B、過(guò)放保護(hù)：過(guò)放會(huì)導(dǎo)致活性物質(zhì)的恢復(fù)困難，故也需要有保護(hù)線路控制。
摘要：綜述了鋰離子電池的發(fā)展趨勢(shì)，簡(jiǎn)述了鋰離子電池的充放電機(jī)理理論研究狀況，總結(jié)歸納了作為核心技術(shù)的鋰電池正負(fù)電極材料的現(xiàn)有的制備理論和近來(lái)發(fā)展動(dòng)態(tài)，評(píng)述了正極材料和負(fù)極材料的各種制備方法和發(fā)展前景，重點(diǎn)介紹了目前該領(lǐng)域的問(wèn)題和改進(jìn)發(fā)展情況。、成本高。與其它可充電池相比，鋰電池價(jià)格較貴。
鋰電池生產(chǎn)商大力擴(kuò)產(chǎn)能。新能源車熱銷帶來(lái)動(dòng)力電池企業(yè)積極擴(kuò)大產(chǎn)能搶占市場(chǎng)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2016年一年內(nèi)，國(guó)內(nèi)鋰電池企業(yè)投產(chǎn)產(chǎn)能翻倍，達(dá)到68.55GWh，其中，沃特瑪、比亞迪、CATL、國(guó)軒高科國(guó)能等企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)力度最大，2016年產(chǎn)能擴(kuò)張規(guī)模均翻倍。
鋰電設(shè)備供應(yīng)商直接受益于鋰電池行業(yè)擴(kuò)產(chǎn)能。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，中國(guó)2016年鋰電生產(chǎn)設(shè)備需求超過(guò)145億元，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)值占比80%以上，產(chǎn)值同比增長(zhǎng)超過(guò)20%。鋰電設(shè)備供應(yīng)商的營(yíng)業(yè)收入水平普遍保持高增長(zhǎng)，盈利能力普遍提升。
行業(yè)短期受益于鋰電產(chǎn)能擴(kuò)張，長(zhǎng)期來(lái)看得優(yōu)質(zhì)大客戶者得天下
1、中長(zhǎng)期鋰電行業(yè)分化發(fā)展，設(shè)備供應(yīng)商得優(yōu)質(zhì)大客戶者得天下
鋰電行業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展邏輯不變，但業(yè)內(nèi)企業(yè)發(fā)展將面臨分化。“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出：到2020年，實(shí)現(xiàn)當(dāng)年產(chǎn)銷200萬(wàn)輛以上，累計(jì)產(chǎn)銷超過(guò)500萬(wàn)輛，整體技術(shù)水平保持與國(guó)際同步，形成一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的新能源汽車整車和關(guān)鍵零部件企業(yè)。結(jié)合乘聯(lián)會(huì)公布的2016年新能源車銷量45.5萬(wàn)輛的數(shù)據(jù)，保守估計(jì)十三五期間新能源車銷量CAGR不低于45%，將繼續(xù)保持較高速增長(zhǎng)。
2017年3月，由工信部、發(fā)改委、科技部、財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》中提出：到2020年，動(dòng)力電池行業(yè)總產(chǎn)能超過(guò)1000億瓦時(shí)，形成產(chǎn)銷規(guī)模在400億瓦時(shí)以上、具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)。對(duì)比前文提到的2016年動(dòng)力電池28.04GWh的出貨量可知，“十三五”期間動(dòng)力電池企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)空間仍然十分巨大。
認(rèn)為“十三五”期間，由新能源車銷量快速放量帶來(lái)對(duì)鋰電池需求的快速增長(zhǎng)的邏輯不會(huì)改變，因此，鋰電設(shè)備行業(yè)整體向上快速發(fā)展的趨勢(shì)也不會(huì)變化。
三元正極材料具有較為顯著的三元協(xié)同效應(yīng)，其與鈷酸鋰相比較能夠看出，在熱穩(wěn)定性方面存在較大的優(yōu)勢(shì)，并且生產(chǎn)成本較為低廉，能夠成為鈷酸鋰最佳代替材料。但是其密度較低、循環(huán)性能方面也有待提高。對(duì)此，可以采用改進(jìn)合成工藝以及離子摻雜等進(jìn)行調(diào)整。三元材料主要應(yīng)用于鋼殼、鋁殼等圓柱形鋰離子電池當(dāng)中，但在軟包電池中由于受到膨脹因素影響，使其的應(yīng)用受到較大限制。在未來(lái)的應(yīng)用中，其發(fā)展方向主要有兩個(gè)方面：第一，向著高錳方向，主要在藍(lán)牙、手機(jī)等小型便攜式設(shè)備方面發(fā)展。第二，向著高鎳方向，主要在電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等對(duì)能量密度需求較高的領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用。
磷酸亞鐵鋰在充電和放電方面具有良好的循環(huán)性能以及熱穩(wěn)定性，在使用過(guò)程中具有較強(qiáng)的安全保障，并且該材料綠色環(huán)保，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的損害，同時(shí)價(jià)格也較為低廉，被我國(guó)電池工業(yè)認(rèn)為是進(jìn)行大型電池模塊生產(chǎn)的最佳材料。目前的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：電動(dòng)汽車、便攜式移動(dòng)充電電源等，在未來(lái)發(fā)展中將會(huì)朝著儲(chǔ)能電源、便攜式電源方向深入發(fā)展。
錳酸鋰在應(yīng)用中具有較強(qiáng)的安全性以及抗過(guò)充性，由于我國(guó)錳資源較為豐富，因此價(jià)格較為低廉，對(duì)環(huán)境的污染較小，無(wú)毒無(wú)害，工業(yè)制備操作較為簡(jiǎn)便。但是其在充電或者放電過(guò)程中，由于尖晶石結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生Jahn-Teller效應(yīng)，再加上高溫狀態(tài)下錳的溶解，容易縮減電池容量，因此其應(yīng)用也受到了較大的限制。目前，錳酸鋰的應(yīng)用范圍主要是小型電池，例如手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品等，在動(dòng)力電池方面與磷酸鐵鋰能夠互為替代，因此產(chǎn)生了強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)，其發(fā)展方向?qū)?huì)向著高能量、高密度、低成本的趨勢(shì)發(fā)展。
鋰離子電池產(chǎn)品呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能手機(jī)、電腦等產(chǎn)品得到廣泛的應(yīng)用，這將使得對(duì)鋰離子電池的需求量變大，為其帶來(lái)較大的發(fā)展機(jī)遇。同時(shí)，車載鋰離子以及儲(chǔ)能電源等也逐漸得到發(fā)展，為鋰離子電池提供了新的增長(zhǎng)點(diǎn)。由此可見(jiàn)，在未來(lái)的發(fā)展中，必會(huì)加強(qiáng)對(duì)此方面的研究力度，使鋰離子電池的作用發(fā)揮到更大，這也將帶動(dòng)其電池材料不斷得到更新?lián)Q代。
