鋰離子電池基本知識

1、3.鋰離子電池鋰是自然界里最輕的金屬元素，比重僅及水的一半，同時它又具有最低的電負(fù)性，電極電位是-0.3045V。所以選擇適當(dāng)?shù)恼龢O與其相匹配，可以獲得較高的電動勢，這種電池應(yīng)該具有最高的比能量，也就是單位重量的電極物質(zhì)能釋放較大的電能量。鋰離子電池是由鋰電池發(fā)展而來的鋰電池的負(fù)極材料是鋰金屬，正極材料是碳材:鋰電池。鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負(fù)極材料是碳材。電池通過正極產(chǎn)生的鋰離子在負(fù)極碳材中的嵌入與遷出來實現(xiàn)電池的充放電過程，為了區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的鋰電池，所以人們稱之為鋰離子電池。 鋰離子電池與鋰電池在鋰離子電池中，鋰永遠(yuǎn)以鋰離子的形態(tài)出現(xiàn)，不會以金屬鋰的形態(tài)出現(xiàn)，就不會出現(xiàn)燃燒、爆

2、炸等危險。鋰離子在陽極和陰極之間移動，電極本身不發(fā)生變化。這是鋰離子電池與鋰電池本質(zhì)上的差別。從而使鋰電真正達(dá)到了安全、高效、方便，而老的鋰電也隨之淘汰了。區(qū)分它們的方法也相當(dāng)簡單：從電池的標(biāo)識上就能識別，鋰電的標(biāo)識為Li，而鋰離子電池為Li-ion 鋰離子電池與其他電池相比，主要有以下優(yōu)點。 1電壓高 :所標(biāo)志的開路電壓通常為3.6V，而鎳氫和鎳鎘電池的開路電壓為1.2V。 2容量大: 能量高、儲存能量密度大，是鋰電池的核心價值所在，以同樣輸出功率而言，鋰離子電池的重量不但比鎳氫電池輕一半，體積也小20%。 3放電率: 鋰離子電池的充電速度較快，僅需要12小時（h）的時間就可充電，達(dá)到最佳狀

3、態(tài)；同時，鋰離子電池的漏電量極少，即使隨意放置12周后再拿出來用時，一樣能發(fā)揮電力、照常工作；鋰離子電池的自放電率低8%/月，遠(yuǎn)低于鎳鎘電池的30%和鎳氫電池的40%。 4鋰離子電池沒有記憶效應(yīng)，所以鋰離子電池可以在未完全放電的條件下充電而不會降低其容量。但是如果鋰離子電池已充足電還要繼續(xù)充電（過充電），則會損壞電池,鋰離子電池是目前應(yīng)用非常廣泛的可充電電池鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池性能的對比：技術(shù)參數(shù) 鎳鎘電池 鎳氫電池 鋰離子電池工作電壓（V） 1.2 1.2 3.6重量比能量(Wh/Kg) 50 65 105-140體積比能量(Wh/l) 150 200 300充放電壽命(次) 500 50

4、0 1000自放電率（%/月） 25-30 30-35 6-9有無記憶效應(yīng) 有 有 無有無污染 有 無 無（注：充電速率均為1C）正極：鈷酸鋰（ LiCoO2 ）、鎳酸鋰（ LiNiO2 ）錳酸鋰（ LiMn2 O4）等；負(fù)極：人造石墨系列、天然石墨系列、焦炭系列等等；隔膜：聚乙烯（ PE ）、聚丙?。?PP ）等組成的單層或者多層的微多孔薄膜；電解液：碳酸丙稀酯（ PC ）、碳酸乙烯酯（ EC ）、二甲基碳酸酯（ DMC ）、二乙基碳酸酯（ DEC ）、甲基乙基碳酸酯（ MEC ）等組成的一元、二元或者三元的混合物 鋰電池的組成鋰離子電池的反應(yīng)機(jī)理 充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰

5、離子經(jīng)過電解液運動到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達(dá)負(fù)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。 放電時，嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。 在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極 負(fù)極 正極的運動狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑?！皳u椅式電池”鋰離子電池的充電特性鋰離子電池的充電特性 鋰離子電池開始充電時，電壓緩慢上升，充電電流逐漸減小，當(dāng)電池電壓達(dá)到4.2V左右時，電池電壓基本不變，充電電流繼續(xù)下降，判斷鋰離子電

6、池充電是否結(jié)束的方法是利用檢測它的充電電流，當(dāng)它的充電電流下降至某一定值時結(jié)束充電。例如鋰離子電池的充電電流降到40mA（典型值為起始充電電流的5%左右）時結(jié)束充電，也可以在檢測到鋰離子電池達(dá)到4.2V時啟動定時器，在一定的時延后結(jié)束充電。這時充電電路應(yīng)有一個精度較高的電池電壓檢測電路，以防止鋰離子電池過充電。 過度充電和過度放電，將對鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞，從分子層面看，可以直觀的理解，過度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，過度充電將把太多的鋰離子硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來這也是鋰離子電池為什么通常配有充放電的控制電路的原因 鋰

7、離子電池使用中應(yīng)注意的問題鋰離子電池使用中應(yīng)注意的問題1.應(yīng)正確選擇與手機(jī)匹配的電池，目前鋰離子電池有應(yīng)正確選擇與手機(jī)匹配的電池，目前鋰離子電池有4.1V及及4.2V終終 止充電的不同品種，因此在充電時注意的是止充電的不同品種，因此在充電時注意的是4.1V的電池不能用的電池不能用4.2V 的充電器充電，否則會有過充的危險的充電器充電，否則會有過充的危險(4.1V與與4.2V的充電器用的充的充電器用的充 電器電器IC是不同的是不同的!)。2.電池放置一段時間后則進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時容量低于正常值，因此電池放置一段時間后則進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時容量低于正常值，因此 在購入電池后要經(jīng)過在購入電池后要經(jīng)過3

8、5次充電可激活電池，恢復(fù)正常容量。次充電可激活電池，恢復(fù)正常容量。3.對電池充電時，盡量使用專用充電器充電，環(huán)境溫度不能超過產(chǎn)品對電池充電時，盡量使用專用充電器充電，環(huán)境溫度不能超過產(chǎn)品 特性表中所列的溫度范圍，尤其不能反向充電。特性表中所列的溫度范圍，尤其不能反向充電。4.鋰離子電池放電電流不能超過產(chǎn)品特性表中給出最大放電電流。放鋰離子電池放電電流不能超過產(chǎn)品特性表中給出最大放電電流。放 電電流較大時，會產(chǎn)生較高的溫度電電流較大時，會產(chǎn)生較高的溫度(損耗能量損耗能量)，減少放電時間。，減少放電時間。5.在使用中勿將移動電話電池的正負(fù)極部分與金屬物品接觸，在放置在使用中勿將移動電話電池的正負(fù)極

9、部分與金屬物品接觸，在放置 時也要遠(yuǎn)離金屬物品及溫度高的地方以免造成電池的短路。當(dāng)電池時也要遠(yuǎn)離金屬物品及溫度高的地方以免造成電池的短路。當(dāng)電池 無意間短路時，鋰電池內(nèi)部保護(hù)電路會切斷供電回路以確保使用者無意間短路時，鋰電池內(nèi)部保護(hù)電路會切斷供電回路以確保使用者 的安全，將電池取出重新充電便可恢復(fù)。的安全，將電池取出重新充電便可恢復(fù)。鋰離子電池的安全保護(hù)性能測試3個項目鋰離子電池過充電保護(hù)測試是將充滿的電池用恒流恒壓源持續(xù)給電池加載8小時，電壓設(shè)為2倍的標(biāo)稱電壓，電流設(shè)為2C5A，電池最終不爆炸、不起火、不漏液；鋰離子電池過放電保護(hù)測試是以0.2C5A放電至終止電壓后，再接個(30n)的負(fù)載放電24小時，電池最終不爆炸、不起火、不漏液；短路保護(hù)是將充滿電的電池在防爆箱內(nèi)用一根導(dǎo)線連接正負(fù)極短路1小時,電池不應(yīng)爆炸或起火，以1C5A瞬時充電5s后電壓應(yīng)不小于3.6Vn。鋰電池的特點 比能量高， 有較寬廣的溫度使用范圍， 放電