相對(duì)于其他類型電池，鋰離子電池具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)。

①工作電壓高。鈷酸鋰鋰離子電池的工作電壓為3.6V，錳酸鋰鋰離子電池的工作電壓為3.7V，磷酸鐵鋰鋰離子電池的工作電壓為3.2V，而鎳氫、鎳鎘電池的工作電壓僅為1.2V。

②能量密度高。鋰離子電池正極材料的理論能量密度可達(dá)200W·h/kg以上，實(shí)際應(yīng)用中由于不可逆容量損失，能量密度通常低于這個(gè)數(shù)值，但也可達(dá)140W·h/kg，該數(shù)值仍為鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的1.5倍。

③循環(huán)壽命長。目前，鋰離子電池在深度放電情況下，循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000次以上；在低放電深度條件下，循環(huán)次數(shù)可達(dá)上萬次，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其他同類電池。

 ④自放電小。鋰離子電池月自放電率僅為總電容量的5%～9%，大大緩解了傳統(tǒng)的二次電池放置時(shí)由自放電所引起的電能損失問題。

⑤無記憶效應(yīng)。

⑥環(huán)保性高。相對(duì)于傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池甚至鎳氫電池廢棄可能造成的環(huán)境污染問題，鋰離子電池中不包含汞、鉛、鎘等有害元素，是真正意義上的綠色電池。六、鋰離子電池的應(yīng)用狀況隨著移動(dòng)電子設(shè)備的迅速發(fā)展和能源需求的不斷增大，人們對(duì)鋰離子電池的需求也越來越大。鋰離子電池的高容量、適中的電壓、廣泛的來源以及其循環(huán)壽命長、成本低、性能好、對(duì)環(huán)境無污染等特點(diǎn)，決定了它不僅可以應(yīng)用于移動(dòng)通信工具，還可能成為現(xiàn)在正迅速發(fā)展的電動(dòng)汽車的動(dòng)力電源。鋰離子電池的使用類別見表3-5。

 

表3-5　

鋰離子電池的使用類別 

（1）在便攜式電器方面的應(yīng)用目前移動(dòng)電話、筆記本電腦、微型攝像機(jī)等需要便攜式電源的用電器已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分，在其電源方面，無一例外地選擇鋰離子電池作為市場的主流。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球手機(jī)產(chǎn)量每年近21億部，全球每年生產(chǎn)筆記本電腦約1.5億臺(tái)，形成了龐大的鋰離子電池應(yīng)用市場。在此領(lǐng)域，鈷酸鋰、錳酸鋰鋰離子電池占有主導(dǎo)地位。

（2）在交通行業(yè)的應(yīng)用隨著社會(huì)文明的進(jìn)步，人們環(huán)保意識(shí)提高并對(duì)環(huán)境要求日益高漲，環(huán)保的交通工具已經(jīng)進(jìn)入人們的視野。目前，我國以電動(dòng)自行車為主的電動(dòng)輕型車呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢，鋰離子電池已開始在部分高端車型應(yīng)用，在電動(dòng)汽車開發(fā)方面，鋰離子電池已經(jīng)成為主流。在國內(nèi)，眾多汽車研制和生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)的電動(dòng)汽車半數(shù)以上車型采用了鋰離子電池，并有逐步擴(kuò)大的趨勢。國際上，已經(jīng)宣布進(jìn)入市場銷售的純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車，如日產(chǎn)公司的Leaf、三菱公司的i-MiEV以及通用公司的Volt均采用了鋰離子電池系統(tǒng)。

（3）在軍事裝備及航空航天事業(yè)中的應(yīng)用在軍事裝備中，鋰離子電池主要用作動(dòng)力啟動(dòng)電源、無線通信電臺(tái)電源、微型無人駕駛偵察飛機(jī)動(dòng)力電源

 等，此外，諸如激光瞄準(zhǔn)器、夜視器、飛行員救生電臺(tái)電源等現(xiàn)在也普遍采用鋰離子電池。在航天領(lǐng)域，鋰離子電池已經(jīng)用于地球同步軌道衛(wèi)星和低軌道通信衛(wèi)星，作為發(fā)射和飛行中校正、地面操作的動(dòng)力。

（4）其他鋰離子電池自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特殊的工作原理，決定了其原材料豐富、環(huán)保、比容量高、循環(huán)性能和安全性能好等特點(diǎn)，在醫(yī)療行業(yè)（例如，助聽器、心臟起搏器等）、石化行業(yè)（例如，采油動(dòng)力負(fù)荷調(diào)整）、電力行業(yè)（例如，儲(chǔ)能電源）等均具有廣闊的應(yīng)用前景。其在追求能源綠色化的今天，具有更加重要的意義。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）,未來隨著技術(shù)發(fā)展,比能量可高達(dá) 150Wh/kg 和 400 Wh/L

 

3） 循環(huán)壽命長,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(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)

 

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、 過充保護(hù)：電池過充將破壞正極結(jié)構(gòu)而影響性能和壽命；同時(shí)過充電使電解液分解，內(nèi)部壓力過高而導(dǎo)致漏液等問題；故必須在 4.1V-4.2V 的恒壓下充電；

 

B、 過放保護(hù)：過放會(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。

 

4）充電電池定義

 

充電電池又稱：蓄電池、二次電池，是可以反復(fù)充電使用的電池。常見的有：鉛酸電池（用于汽車時(shí)，俗稱“電瓶”）、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池。

 

 

5）電池的額定容量

 

電池的額定容量指在一定放電條件下，電池放電至截止電壓時(shí)放出的電量。IEC 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定鎳鎘和鎳氫電池在 20±5℃環(huán)境下，以 0.1C 充電 16 小時(shí)后以 0.2C 放電至 1.0V 時(shí)所放出的電量為電池的額定容量。單位有 Ah, mAh