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行業(yè)資訊

鋰電池的工作原理是什么?鋰電池生命有多久?

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2020-07-15 15:37    點(diǎn)擊量:
鋰是一種金屬元素,其化學(xué)符號(hào)為L(zhǎng)i(其英文名為lithium),是一種銀白色、十分柔軟、化學(xué)性能活潑的金屬,在金屬中是最輕的。它除了應(yīng)用于原子能工業(yè)外,可制造特種合金、特種玻璃(電視機(jī)上用的熒光屏玻璃)及鋰電池。在鋰電池中它用作電池的陽(yáng)極。
 
       鋰電池也分成兩大類:不可充電的及可充電的兩類。不可充電的電池稱為一次性電池,它只能將化學(xué)能一次性地轉(zhuǎn)化為電能,不能將電能還原回化學(xué)能(或者還原性能極差)。而可充電的電池稱為二次性電池(也稱為蓄電池)。它能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái),在使用時(shí),再將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能,它是可逆的,如電能化學(xué)能鋰電池的主要特點(diǎn)。
 
鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成,負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳.常見(jiàn)的正極材料主要成分為 LiCoO2 ,充電時(shí),加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子,嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時(shí),鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出,重新和正極的化合物結(jié)合.鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流大容量鋰電池。
 
       化學(xué)反應(yīng)原理雖然很簡(jiǎn)單,然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中,需要考慮的實(shí)際問(wèn)題要多得多:正極的材料需要添加劑來(lái)保持多次充放的活性,負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級(jí)去設(shè)計(jì)以容納更多的鋰離子;填充在正負(fù)極之間的電解液,除了保持穩(wěn)定,還需要具有良好導(dǎo)電性,減小電池內(nèi)阻。
 
       雖然鋰離子電池很少有鎳鎘電池的記憶效應(yīng),記憶效應(yīng)的原理是結(jié)晶化,在鋰電池中幾乎不會(huì)產(chǎn)生這種反應(yīng).但是,鋰離子電池在多次充放后容量仍然會(huì)下降,其原因是復(fù)雜而多樣的.主要是正負(fù)極材料本身的變化,從分子層面來(lái)看,正負(fù)極上容納鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸塌陷、堵塞;從化學(xué)角度來(lái)看,是正負(fù)極材料活性鈍化,出現(xiàn)副反應(yīng)生成穩(wěn)定的其他化合物.物理上還會(huì)出現(xiàn)正極材料逐漸剝落等情況,總之最終降低了電池中可以自由在充放電過(guò)程中移動(dòng)的鋰離子數(shù)目。

鋰電池壽命

鋰離子電池只能充放電500次的說(shuō)法對(duì)嘛?相信絕大部分消費(fèi)者都聽(tīng)說(shuō)過(guò),鋰電池的壽命是“500次”,500次充放電,超過(guò)這個(gè)次數(shù),電池就“壽終正寢”了,許多朋友為了能夠延長(zhǎng)電池的壽命,每次都在電池電量完全耗盡時(shí)才進(jìn)行充電,這樣對(duì)電池的壽命真的有延長(zhǎng)作用嗎?答案是否定的。鋰電池的壽命是“500次”,指的不是充電的次數(shù),而是一個(gè)充放電的周期。
 
 
一個(gè)充電周期意味著電池的所有電量由滿用到空,再由空充到滿的過(guò)程,這并不等同于充一次電。比如說(shuō),一塊鋰電在第一天只用了一半的電量,然后又為它充電慢電。如果第二天還如此,即用一半就充,總共兩次充電下來(lái),這只能算作一個(gè)充電周期,而不是兩個(gè)。因此,通??赡芤?jīng)過(guò)好幾次充電才完成一個(gè)周期。每完成一個(gè)充電周期,電池容量就會(huì)減少一點(diǎn)。不過(guò),這個(gè)電量較少幅度非常小,高品質(zhì)的電池充過(guò)多次周期后,仍然會(huì)保留原始容量的80%,很多鋰電供電產(chǎn)品在經(jīng)過(guò)兩三年后仍然照常使用。當(dāng)然,鋰電壽命到了最終后仍是需要更換的。而所謂500次,是指廠商在恒定的放電深度實(shí)現(xiàn)了625次左右的可充次數(shù),達(dá)到了500個(gè)充電周期。由于實(shí)際生活的各種影響,特別是充電時(shí)的放電深度不是恒定的,所以“500個(gè)充電周期”只能作為參考電池壽命。


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