锂电池大致分为两类,一类是锂金属电池,另一类是锂离子电池。锂离子电池是一种充电电池,主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池是由锂电池发展而来,早起的锂电池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯,负极是锂,因为循环性能不好,充电会造成电池内部短路,所以一般情况下这种电池是禁止充电。凡事有利必有弊,锂离子电池也一样。
关于锂离子电池优点总结如下七点:
1、高能量密度:因电极材料不同而不同,按质量计算,可达150~200Wh/kg(540~720kJ/kg);按体积计算,可达250~530Wh/L(0.9~1.9kJ/cm3)。
2、开路电压高:因电极材料不同而不同,可达3.3~4.2V.
3、输出功率大:因电极材料不同而不同,可达300~1500W/kg(@20秒)。
4、无记忆效应:磷酸铁锂锂离子电池无记忆效应,电池在未放空电的情况下可随时充放电,使用维护简便。
5、低自放电:<5%~10%/月。智能型锂离子电池由于有内建的监测电路,这个监测电路的工作电流甚至高于自放电电流。
6、工作温度范围宽:可在-20℃~60℃之间正常工作。
7、充、放电速度快
因此,锂离子电池广泛应用于消费电子产品、军工产品、航空产品等。
介绍了优点,下面我们来看看它的缺点。
1、衰老:与其它充电电池不同,锂离子电池的容量会缓慢衰退,与使用次数无关,而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高,所以,在工作电流高的电子产品更容易体现。用钛酸锂取代石墨,似乎可以延长寿命。
2、回收率:大约有1%的出厂新品因种种原因需要回收。
3、排气孔:避免电池内部压强过大。
4、不耐受过放:过放电时(电压小于3.0V时放电),电极脱嵌过多锂离子,可导致晶格坍塌,从而缩短寿命。
5、排气孔、隔膜一旦激活,将使电池永久失效。
6、保护电路:防止过充、过放、过载、过热。
7、不耐受过充:过充电时,过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中,无法再释放,可导致电池寿命缩短。
8、隔膜:有较高的抗穿刺强度,防止内部短路;在电池内部温度过高时还能融化,阻止锂离子通过,阻滞电池反应,升高内阻(至2kΩ)。
9、需要多重保护机制:由于错误使用会减少寿命,甚至可能导致爆炸,所以,锂离子电池设计时增加了多种保护机制。