鉅大LARGE | 點擊量：1843次 | 2021年09月22日
Li-ion電池的優(yōu)勢與不足
Li-ion是鋰離子電池發(fā)展而來。所以在介紹Li-ion之前，先介紹鋰離子電池。舉例來講，以前照相機里用的扣式電池就屬于鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料是鋰金屬。負極材料是碳材。按照大家習慣上的命名規(guī)律，我們稱這種電池為鋰電。Li-ion的正極材料是氧化鋰鈷，負極材料是碳材。電池通過正極出現(xiàn)的鋰離子在負極碳材中的嵌入與遷出來實現(xiàn)電池的充放電過程，所以人們稱之為Li-ion。
Li-ion電池的工作原理是什么？
工作原理即充放電原理。Li-ion的正極材料是氧化鈷鋰，負極是碳。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。在Li-ion的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負極→正極的運動狀態(tài)。Li-ion就象一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運動員相同在搖椅兩端來回奔跑。所以，Li-ion又叫搖椅式電池。
Li-ion電池具有以下優(yōu)點：
1）單體電池的工作電壓高達3.6-3.8V；
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2）比能量大。目前邦凱鋼殼電池能達到的實際比能量為100-115W.h/kg和240-253W.h/L（2倍于Ni-Cd，1.5倍于Ni-MH），隨著技術(shù)發(fā)展，比能量可高達150W.h/kg和400W.h/L。
3）循環(huán)壽命長。一般均可達到500次以上，甚至1000次。
4）安全性能好，無公害，無記憶效應(yīng)。作為Li-ion前身的鋰離子電池，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)，嚴重束縛電池的使用，但Li-ion不存在這方面的問題。
5）自放電小
室溫下充滿電的Li-ion儲存1個月后的自放電率為10%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。
Li-ion也存在著一定的缺點
1）電池成本較高。重要表現(xiàn)在LiCoO2的價格高（Co的資源較少），電解質(zhì)體系提純困難。
2）不能大電流放電。由于有機電解質(zhì)體系等原因，電池內(nèi)阻相對其他類電池大，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）要保護線路控制。
A、過充保護：電池過充將破壞正極結(jié)構(gòu)而影響性能和壽命；同時過充電使電解液分解，內(nèi)部壓力過高而導致漏液等問題；因電池在充電過程中電壓會不斷上升，故必須在4.1V-4.2V的恒壓下充電；
B、過放保護：過放會導致大量活性物質(zhì)容量不可逆而大量衰減，故也要有保護線路控制。
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