武漢中電通電力設(shè)備有限公司
? ? ? ?(1)按原理分
? ? ? ?鋰電池分為一次電池和二次電池兩類(lèi),目前在照相機(jī)等耗電量較低的電子產(chǎn)品中主要使用不可充電的一次鋰電池,而在攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)及筆記本電腦等耗電量較大的電子產(chǎn)品中則使用可充放電的二次鋰電池,即鋰離子電池。
? ? ? ?①不可充電的鋰電池。目前常用的有鋰二氧化錳電池、鋰亞硫酰氯電池及鋰和其他化合物電池。本文僅介紹最常用的鋰-二氧化錳電池( LiMnO2 )。
鋰二氧化錳電池是一種以鋰為陽(yáng)極、 以氧化錳為陰極,并采用有機(jī)電解液的一-次性電池。該電池的主要特點(diǎn)是電池電壓高,額定電壓為3V (是一般堿性電池的2倍) ; 終止放電電壓為2V ;比能量大;放電電壓穩(wěn)定可靠;有較好的儲(chǔ)存性能(儲(chǔ)存時(shí)間3年以上)、自放電率低(年自放電率≤2%) ;工作溫度范圍-20~ 60°C.該電池可以做成不同的外形以滿足不同要求,它有長(zhǎng)方形、圓柱形及紐扣形(扣式)。
? ? ? ?②可充電鋰離子電池。可充電鋰離子電池是目前手機(jī)中應(yīng)用最廣泛的電池,但它較為“嬌氣”，在使用中不可過(guò)充、過(guò)放(會(huì)損壞電池或使之報(bào)廢)。因此,在電池上有保護(hù)元器件或保護(hù)電路以防止昂貴的電池?fù)p壞。鋰離子電池充電要求很高,要保證終止電壓精度在1%之內(nèi),目前各大半導(dǎo)體器件廠已開(kāi)發(fā)出多種鋰離子電池充電的集成電路,以保證安全、可靠、快速地充電。
? ? ? ?現(xiàn)在手機(jī)已十分普遍,手機(jī)中一部分是鎳氫電池，但靈巧型的手機(jī)則是鋰離子電池。正確地使用鋰離子電池對(duì)延長(zhǎng)電池壽命是十分重要的。鋰離子電池是目前應(yīng)用最為廣泛的鋰電池,它根據(jù)不同的電子產(chǎn)品的要求可以做成扁平長(zhǎng)方形、圓柱形、長(zhǎng)方形及扣式,并且有由幾個(gè)電池串聯(lián)在一起組成的電池組。鋰離子電池的額定電壓為3.6V (有的產(chǎn)品為3.7V )。充滿電時(shí)的終止充電電壓與電池陽(yáng)極材料有關(guān)。一般為4.1V或4.2V. 現(xiàn)在使用的大部分是4.2V的,鋰離子電池的終止放電電壓為2.5~ 2.75V (電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓,各參數(shù)略有不同)。低于終止放電電壓繼續(xù)放電稱(chēng)為過(guò)放,過(guò)放對(duì)電池會(huì)有損害。
? ? ? ?鋰離子電池充電分為兩個(gè)階段,先恒流充電,到接近終止電壓時(shí)改為恒壓充電,以800mA.h容量的電池為例,其終止充電電壓為4.2V。電池以800mA (充電率為1C )恒流充電,開(kāi)始時(shí)電池電壓以較大的斜率升壓,當(dāng)電池電壓接近4.2V時(shí),改成4.2V恒壓充電,電流漸降,電壓變化不大,到充電電流降為1/10C ( 約80mA)時(shí),認(rèn)為接近充滿,可以終止充電(有的充電器到1/10C后啟動(dòng)定時(shí)器,過(guò)一定時(shí)間后結(jié)束充電)。鋰離子電池在充電或放電過(guò)程中若發(fā)生過(guò)充、過(guò)放或過(guò)流時(shí),會(huì)造成電池的損壞或降低使用壽命。
? ? ? ?鋰離子電池在放電方面應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
? ? ? ?a.鋰離子電池放電電流不能超過(guò)產(chǎn)品特性表中給出最大放電電流。放電電流較大時(shí),會(huì)產(chǎn)生較高的溫度(損耗能量) , 減少放電時(shí)間,若電池中無(wú)保護(hù)元件會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱而損壞電池。
? ? ? ?b.不同溫度下放電曲線是不同的。在不同的溫度下，其放電電壓及放電時(shí)間也不同。在- 20°C放電時(shí)情況最差。
? ? ? ?( 2 )根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料分根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同,鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池( LIB )和聚合物鋰離子電池( LIP )兩大類(lèi)。
? ? ? ?液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的,電池的工作原理也基本一致。一般正極使用LiCoO2 ,負(fù)極使用各種碳材料如石墨,同時(shí)使用鋁、銅作集流體。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同,鋰離子電池使用的是液體電解質(zhì)，而聚合物鋰離子電池則以聚合物電解質(zhì)來(lái)代替,這種聚合物可以是“干態(tài)”的,也可以是”膠態(tài)”的，目前大部分采用聚合物膠體電解質(zhì)。
? ? ? ?由于聚合物鋰離子電池使用了膠體電解質(zhì)不會(huì)像液體電解液泄漏,所以裝配很容易,使得整體電池很輕、很薄。也不會(huì)產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問(wèn)題,因此可以用鋁塑復(fù)合薄膜制造電池外殼,從而可以提高整個(gè)電池的比容量;聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料,其質(zhì)量比能量將會(huì)比目前的液態(tài)鋰離子電池提高50%以上。
? ? ? ?此外,聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比液態(tài)鋰離子電池有所提高。基于以上優(yōu)點(diǎn)，聚合物鋰離子電池被譽(yù)為下一代鋰離子電池。
