什么是锂离子电池？

“锂电池”是以锂金属或锂合金为正/负极材料，使用非水电解液的电池。

锂电池最早用于心脏起搏器。锂电池自放电率极低、放电电压平缓等优点，使得植入人体的起搏器可以长时间运行而无需充电。锂电池一般标称电压高于3.0伏，更适合集成电路供电。二氧化锰电池广泛用于计算器、数码相机和手表。

为了开发更多的优良品种，人们研究了各种材料，从而生产出前所未有的产品。

1912锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。

70年代，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。

1992索尼研发成功锂离子电池。其实用性大大降低了手机、笔记本、计算器等便携式电子设备的重量和体积。

由于金属锂的化学特性非常活泼，金属锂的加工、保存和使用对环境的要求非常高。随着科技的发展，锂电池已经成为主流。

锂电池大致可以分为两类:锂金属电池和锂离子电池。

锂离子电池不含金属锂，可充电。锂金属电池，充电电池的第五代产品，诞生于1996。其安全性、比容量、自放电率、性价比都优于锂离子电池。由于其本身的高技术要求，只有少数国家的公司在生产这种锂金属电池。

二、工作原理

1.锂金属电池

一般是以二氧化锰为正极材料，锂金属或其合金金属为负极材料，使用非水电解液的电池。

放电反应:Li+MnO2 = LiMn02。

2.锂离子电池:

锂离子电池一般采用锂合金金属氧化物作为正极材料，石墨作为负极材料，非水电解液。

充电阳极上的反应如下

licoo 2 = Li(1-x)COO 2+XLI ++ Xe-(电子)

充电负电极上的反应如下

6C+xLi++xe- = LixC6

充电电池总反应:licoo 2+6c = Li(1-x)COO 2+lixc 6。

第三，特点

高能量密度锂离子电池的重量是同容量镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。

高压单节锂离子电池的工作电压为3.7V(平均)，相当于三节镍镉或镍氢电池串联在一起。

无污染的锂离子电池不含镉、铅、汞等有害金属物质。

不含金属锂的锂离子电池不含金属锂，因此不受飞机运输中禁止携带锂电池上客机规定的限制。

高循环寿命正常情况下，锂离子电池充放电循环可超过500次，磷酸亚铁锂可达2000次。

记忆效应无记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中容量下降的现象。锂离子电池不存在这种效应。

快充采用恒流恒压充电器，额定电压4.2V，可使锂离子电池在1.5-2.5小时内充满电；新开发的磷酸铁锂电池可以在35分钟内充满电。

三、优劣势分析

1.优势

(1)能量比较高。具有较高的储能密度，达到了460-600Wh/kg，约为铅酸电池的6-7倍。

(2)使用寿命长，可达6年以上。以磷酸亚铁锂为正极的电池，在1C(100%DOD)充放电过，有记录可使用10000次；

(3)额定电压高(单次工作电压为3.7V或3.2V)，约等于三节镍镉或镍氢充电电池的串联电压，便于组成电池动力包；锂电池的电压可以通过锂电池调压器新技术调节到3.0V，适合小家电使用。

(4)动力续航能力强，其中电动车用磷酸铁锂锂离子电池可达到15-30C的充放电容量，便于高强度启动加速；

(5)自放电率很低，这是电池最突出的优点之一，一般可在1%/月以下，小于镍氢电池的1/20；

(6)重量轻，约为同等体积下铅酸产品重量的1/6-1/5；

(7)高低温适应性强，可在-20℃ - 60℃的环境中使用，经工艺处理后可在-45℃的环境中使用；

(8)环保，无论生产、使用还是报废，都不含也不产生任何有毒有害的重金属元素和铅、汞、镉等物质。

(9)生产基本不耗水，这对缺水的中国非常有利。

比能是指单位重量或单位体积的能量。比能用Wh/kg或wh/l表示，Wh是能量的单位，w是瓦特，h是小时；Kg是千克(重量单位)，L是升(体积单位)。

2.不足之处

1.所有的锂原电池安全性都很差，有爆炸的危险。

2.钴酸锂锂离子电池不能大电流放电，价格昂贵，安全性差。

3.锂离子电池需要保护电路，防止电池过度充电和放电。

4.生产要求高，成本高。

5.使用条件有限，高低温使用都有危险。