武漢中電通電力設備有限公司
? ? ? ?(1)按原理分
? ? ? ?鋰電池分為一次電池和二次電池兩類,目前在照相機等耗電量較低的電子產品中主要使用不可充電的一次鋰電池,而在攝像機、數碼相機、手機及筆記本電腦等耗電量較大的電子產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極、 以氧化錳為陰極,并采用有機電解液的一-次性電池。該電池的主要特點是電池電壓高,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;放電電壓穩定可靠;有較好的儲存性能(儲存時間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中應用最廣泛的電池,但它較為“嬌氣”，在使用中不可過充、過放(會損壞電池或使之報廢)。因此,在電池上有保護元器件或保護電路以防止昂貴的電池損壞。鋰離子電池充電要求很高,要保證終止電壓精度在1%之內,目前各大半導體器件廠已開發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。
? ? ? ?現在手機已十分普遍,手機中一部分是鎳氫電池，但靈巧型的手機則是鋰離子電池。正確地使用鋰離子電池對延長電池壽命是十分重要的。鋰離子電池是目前應用最為廣泛的鋰電池,它根據不同的電子產品的要求可以做成扁平長方形、圓柱形、長方形及扣式,并且有由幾個電池串聯在一起組成的電池組。鋰離子電池的額定電壓為3.6V (有的產品為3.7V )。充滿電時的終止充電電壓與電池陽極材料有關。一般為4.1V或4.2V. 現在使用的大部分是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,各參數略有不同)。低于終止放電電壓繼續放電稱為過放,過放對電池會有損害。
? ? ? ?鋰離子電池充電分為兩個階段,先恒流充電,到接近終止電壓時改為恒壓充電,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,開始時電池電壓以較大的斜率升壓,當電池電壓接近4.2V時,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,認為接近充滿,可以終止充電(有的充電器到1/10C后啟動定時器,過一定時間后結束充電)。鋰離子電池在充電或放電過程中若發生過充、過放或過流時,會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注意以下幾點。
? ? ? ?a.鋰離子電池放電電流不能超過產品特性表中給出最大放電電流。放電電流較大時,會產生較高的溫度(損耗能量) , 減少放電時間,若電池中無保護元件會產生過熱而損壞電池。
? ? ? ?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間也不同。在- 20°C放電時情況最差。
? ? ? ?( 2 )根據鋰離子電池所用電解質材料分根據鋰離子電池所用電解質材料不同,鋰離子電池可以分為液態鋰離子電池( LIB )和聚合物鋰離子電池( LIP )兩大類。
? ? ? ?液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態鋰離子都是相同的,電池的工作原理也基本一致。一般正極使用LiCoO2 ,負極使用各種碳材料如石墨,同時使用鋁、銅作集流體。它們的主要區別在于電解質的不同,鋰離子電池使用的是液體電解質，而聚合物鋰離子電池則以聚合物電解質來代替,這種聚合物可以是“干態”的,也可以是”膠態”的，目前大部分采用聚合物膠體電解質。
? ? ? ?由于聚合物鋰離子電池使用了膠體電解質不會像液體電解液泄漏,所以裝配很容易,使得整體電池很輕、很薄。也不會產生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題,因此可以用鋁塑復合薄膜制造電池外殼,從而可以提高整個電池的比容量;聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料,其質量比能量將會比目前的液態鋰離子電池提高50%以上。
? ? ? ?此外,聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環壽命等方面都比液態鋰離子電池有所提高。基于以上優點，聚合物鋰離子電池被譽為下一代鋰離子電池。
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