鋰電池的主要種類有哪些
來源：寶鄂實業(yè)
2019-11-13 12:50
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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活潑金屬電池上。在鋰二次電池的基礎(chǔ)上，又發(fā)展起來鋰離子電池。大致發(fā)展歷程如圖1。
Li-MnO2電池（鋰一次電池） Li-MnO2電池是鋰電池中應(yīng)用較多的一種有機電解質(zhì)電池，一般做成鈕扣型或圓柱形，開路電壓為3.5V，負荷電壓為2.8V，比能量可達200W·h/kg和500W·h/L，常溫下電池儲存壽命超過10年，且儲存和放電過程中無氣體放出，安全性能好。
?。?）Li∣LiClO4，PC+DMG∣MnO2（+）
負極反應(yīng)： Li-e-→Li+
正極反應(yīng)： MnO2+Li++e-→MnOOLi
電池反應(yīng)： Li+MnO2→MnOOLi
按照上述反應(yīng)，Li-MnO2放電時負極鋰生成Li+ 進入電解質(zhì)溶液，正極二氧化錳得電子 還原成三價錳，同時，鋰離子進入二氧化錳晶格中形成MnO2（Li），即MnOOLi。 這類電池主要用于低倍率放電。其能量比約為鉛酸蓄電池的5到7倍。電池儲存和放電過程中無氣體放出，自放電小，不會因活性物質(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算機、照相機及小型通訊機的電源，大容量的電池適合于要求電池比能量高、使用時間長的場合，因此可作為軍事領(lǐng)域的理想電源。
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電解質(zhì)電池。其開路電壓高達3.6～3.7V，且電壓平穩(wěn)、負荷電壓精度高，同時還有較高的比能量。表1中給出一些常用小型電池系列活性物質(zhì)成本比較，可以看出，Li-SOCl2電池是常用電池中成本最低的。
Li-SOCl2電池的電化學(xué)表達式為： （-）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)。電池反應(yīng)：
4Li+2SOCl2→4LiCl+S+SO2
放電產(chǎn)物二氧化硫部分溶于SOCl2中，硫單質(zhì)大量析出，沉積在正極炭黑中，LiCl是不容物。
這種電池的負極鋰與SOCl2接觸時會發(fā)生如下反應(yīng)
?。?8Li+3SOCl2→6LiCl+Li2S2O4+S2Cl2
由于產(chǎn)物L(fēng)iCl形成致密的保護膜阻礙了反應(yīng)的進行，又由于它還是固體電解質(zhì)膜，允許離子通過，所以不妨礙鋰電極的正常陽極溶解。
但是SOCl2電池存在兩個突出問題，即“電壓滯后”和“安全問題”。電壓滯后是因為LiCl的產(chǎn)生，它以薄膜的形式覆蓋在鋰陽極表面，雖然可以防止電池自放電，但導(dǎo)致了電壓滯后。另外，儲存時間越長，儲存溫度越高，膜就會越厚，滯后現(xiàn)象越明顯。
當SOCl2電池短路時，會引發(fā)Li和S的熱反應(yīng)：
2Li+S→Li2S
Li2S在145度下又可與SOCl2發(fā)生劇烈反應(yīng)，導(dǎo)致爆炸。
還有一種爆炸的原因是在正極上沉積的鋰形成枝晶，造成短路。Li與S反應(yīng)，或者SO2 也可以在負極發(fā)生反應(yīng)，最終生成Cl2O這種十分不穩(wěn)定的爆炸性物質(zhì)。
