锂电池常见理论.pdf

-

一、锂电池与锂离子电池

锂电池的特点

1、具有更高的能量重量比、能量体积比；

2、电压高，单节锂电池电压为3.6V，等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压；

3、自放电小可长时间存放，这是该电池最突出的优越性；

4、无记忆效应。锂电池不存在镍镉电池的所谓记忆效应，所以锂电池充电前无

需放电；

5、寿命长。正常工作条件下，锂电池充/放电循环次数远大于500次；

6、可以快速充电。锂电池通常可以采用0.5～1倍容量的电流充电，使充电时间

缩短至1～2小时；

7、可以随意并联使用；

8、由于电池中不含镉、铅、汞等重金属元素，对环境无污染，是当代最先进的

绿色电池；

锂离子电池具有以下优点：

1、电压高，单体电池的工作电压高达，是Ni-Cd、Ni-H电池的3倍

2、比能量大，目前能到达的实际比能量为100-125Wh/kg和240-300Wh/L〔2

倍于Ni-Cd，1.5倍于Ni-MH〕，未来随着技术开展，比能量可高达150Wh/kg

和400Wh/L

3、循环寿命长，一般均可到达500次以上，甚至1000次以上.对于小电流放电

的电器，电池的使用期限将倍增电器的竞争力.

4、平安性能好，无公害，无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池，因金属锂易形

成枝晶发生短路，缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染

的元素：局部工艺〔如烧结式〕的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应〞，

严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题。

5、自放电小，室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右，大

大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。

6、可快速充放电，1C充电是容量可以到达标称容量的80%以上。

7、工作温度围高，工作温度为-25~45°C，随着电解质和正极的改良，期望能扩

宽到-40~70°C。

锂离子电池也存在着一定的缺点，如：

1、电池本钱较高。主要表现在正极材料LiCoO2的价格高〔Co的资源较少〕，

.z.

-

电解质体系提纯困难。

2、不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因，电池阻相对其他类电池大。

故要求较小的放电电流密度，一般放电电流在0.5C以下，只适合于中小电流的

电器使用。

3、需要保护线路控制。A、过充保护：电池过充将破坏正极构造而影响性能和

寿命；同时过充电使电解液分解，部压力过高而导致漏液等问题；故必须在的恒

压下充电；B、过放保护：过放会导致活性物质的恢复困难，故也需要有保护线

路控制。摘要：综述了锂离子电池的开展趋势，简述了锂离子电池的充放电机理

理论研究状况，总结归纳了作为核心技术的锂电池正负电极材料的现有的制备理

论和近来开展动态，评述了正极材料和负极材料的各种制备方法和开展前景，重

点介绍了目前该领域的问题和改良开展情况。本钱高。与其它可充电池相比，锂

电池价格较贵。

二、锂离子电池相关参数

1.容量

这是大家比拟关心的一个参数。智能手机早已普及，我们在使用智能手机的

时候，最为担忧的就是电量缺乏，需要频繁充电，有时还找不到地方充电。早期

的功能机，正常使用情况下，满充的电池可以待机3~5天，一些产品甚至可以

待机7天以上。可是到了智能机时代，待机时间就显得惨不忍睹了。这里面很重

要的一个原因，就是手机的功耗越来越大，而电池的容量却没有同比例的增长。

容量的单位一般为“mAh〞(毫安时)或“Ah〞(安时)，在使用时又有额定容量

和实际容量的区别。额定容量是指满充的锂离子电池在实验室条件下(比拟理想

的温湿度环境)，以*一特定的放电倍率(C-rate)放电到截止电压时，所能够提供

的总的电量。实际容量一般都不等于额定容量，它与温度、湿度、充放电倍率等

直接相关。一般情况下，实际容量比额定容量偏小一些，有时甚至比额定容量小

很多，比方北方的冬季，如果在室外使用手机，电池容量会迅速下降。

2.能量密度

能量密度，指的是单位体积或单位重量的电池，能够存储和释放的电量，其

单位有两种：Wh/kg，Wh/L，分别代表重量比能量和体积比能量。这里的电量，

是上面提到的容量(A