介紹鋰電池的種類及優(yōu)缺點(diǎn)
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-02-17 11:10
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鋰電池又分為鋰一次電池（又稱鋰原電池）與鋰二次電池（鋰充電電池），與1912年由Gilbert N. Lewis第一次提出，將人們的視線引向了生動(dòng)金屬電池上。在鋰二次電池的基礎(chǔ)上，又開展起來鋰離子電池。大致開展歷程如圖1。
Li-MnO2電池（鋰一次電池） Li-MnO2電池是鋰電池中運(yùn)用較多的一種有機(jī)電解質(zhì)電池，一般做成鈕扣型或圓柱形，開路電壓為3.5V，負(fù)荷電壓為2.8V，比能量可達(dá)200W·h/kg和500W·h/L，常溫下電池貯存壽數(shù)超過10年，且貯存和放電過程中無氣體放出，安全性能好。
（-）Li∣LiClO4，PC+DMG∣MnO2（+）
負(fù)極反響： Li-e-→Li+
正極反響： MnO2+Li++e-→MnOOLi
電池反響： Li+MnO2→MnOOLi
依照上述反響，Li-MnO2放電時(shí)負(fù)極鋰生成Li+ 進(jìn)入電解質(zhì)溶液，正極二氧化錳得電子 還原成三價(jià)錳，一起，鋰離子進(jìn)入二氧化錳晶格中構(gòu)成MnO2（Li），即MnOOLi。 這類電池首要用于低倍率放電。其能量比約為鉛酸蓄電池的5到7倍。電池貯存和放電過程中無氣體放出，自放電小，不會(huì)因活性物質(zhì)分解引起電池內(nèi)壓增大。中小容量的電池適合于小型電子計(jì)算機(jī)、照相機(jī)及小型通訊機(jī)的電源，大容量的電池適合于要求電池比能量高、運(yùn)用時(shí)刻長(zhǎng)的場(chǎng)合，因此可作為軍事范疇的理想電源。
Li-SOCl2電池（鋰一次電池）
Li-SOCl2電池是一種研究較為成熟的有機(jī)電解質(zhì)電池。其開路電壓高達(dá)3.6～3.7V，且電壓平穩(wěn)、負(fù)荷電壓精度高，一起還有較高的比能量。表1中給出一些常用小型電池系列活性物質(zhì)本錢比較，能夠看出，Li-SOCl2電池是常用電池中本錢最低的。
Li-SOCl2電池的電化學(xué)表達(dá)式為： （-）Li∣LiAlCl4-SOCl2∣C（+）
電解液是LiAlCl4的SOCl2溶液。SOCl2即是電解質(zhì)的溶劑，又是正極活性物質(zhì)。電池反響：
4Li+2SOCl2→4LiCl+S+SO2
放電產(chǎn)品二氧化硫部分溶于SOCl2中，硫單質(zhì)大量分出，沉積在正極炭黑中，LiCl是不容物。
這種電池的負(fù)極鋰與SOCl2接觸時(shí)會(huì)發(fā)作如下反響
： 8Li+3SOCl2→6LiCl+Li2S2O4+S2Cl2
因?yàn)楫a(chǎn)品LiCl構(gòu)成細(xì)密的保護(hù)膜阻止了反響的進(jìn)行，又因?yàn)樗€是固體電解質(zhì)膜，答應(yīng)離子通過，所以不妨礙鋰電極的正常陽極溶解。
但是SOCl2電池存在兩個(gè)突出問題，即“電壓滯后”和“安全問題”。電壓滯后是因?yàn)長(zhǎng)iCl的發(fā)作，它以薄膜的方式覆蓋在鋰陽極外表，雖然能夠避免電池自放電，但導(dǎo)致了電壓滯后。別的，貯存時(shí)刻越長(zhǎng)，貯存溫度越高，膜就會(huì)越厚，滯后現(xiàn)象越顯著。
當(dāng)SOCl2電池短路時(shí)，會(huì)引發(fā)Li和S的熱反響：
2Li+S→Li2S
Li2S在145度下又可與SOCl2發(fā)作劇烈反響，導(dǎo)致爆炸。
還有一種爆炸的原因是在正極上沉積的鋰構(gòu)成枝晶，造成短路。Li與S反響，或許SO2 也能夠在負(fù)極發(fā)作反響，最終生成Cl2O這種非常不穩(wěn)定的爆炸性物質(zhì)。
鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)：
長(zhǎng)處
1．能量比較高。具有高貯存能量密度，已達(dá)到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍；
2．運(yùn)用壽數(shù)長(zhǎng)，運(yùn)用壽數(shù)可達(dá)到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C（100%DOD）充放電，有能夠運(yùn)用10，000次的記載；
3．額定電壓高（單體作業(yè)電壓為3.7V或3.2V），約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓，便于組成電池電源組；鋰電池能夠通過一種新型的鋰電池調(diào)壓器的技術(shù)，將電壓調(diào)至3.0V，以適合小電器的運(yùn)用；
4．具有高功率承受力，其中電動(dòng)汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池能夠達(dá)到15-30C充放電的才能，便于高強(qiáng)度的發(fā)動(dòng)加快；
5．自放電率很低，這是該電池最突出的優(yōu)越性之一，一般可做到1%/月以下，不到鎳氫電池的1/20；
6．重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/6-1/5；
7．高低溫適應(yīng)性強(qiáng)，能夠在-20℃--60℃的環(huán)境下運(yùn)用，通過工藝上的處理，能夠在-45℃環(huán)境下運(yùn)用；
8．綠色環(huán)保，不管出產(chǎn)、運(yùn)用和作廢，都不含有、也不發(fā)作任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。
9．出產(chǎn)根本不用耗水，對(duì)缺水的我國來說，非常有利。比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表明。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時(shí)；kg是千克（重量單位），L是升（體積單位）。
缺點(diǎn)
1．鋰原電池均存在安全性差，有發(fā)作爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。
2．鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電，價(jià)格昂貴，安全性較差。
3．鋰離子電池均需保護(hù)線路，避免電池被過充過放電。
4．出產(chǎn)要求條件高，本錢高。
5．運(yùn)用條件有約束，高低溫運(yùn)用風(fēng)險(xiǎn)大。
