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簡(jiǎn)述鋰離子電池的特性及優(yōu)缺點(diǎn)

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:3900次  |  2021年02月27日  

鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中,同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌(習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示,而負(fù)極用插入或脫插表示)。在充放電過程中,鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱為搖椅電池。


當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)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,達(dá)到負(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。同樣,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回正極。回正極的鋰離子越多,放電容量越高。


鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)


1、鋰離子電池電壓平臺(tái)高:?jiǎn)误w電池的平均電壓為3.7V或3.2V,約等于3只鎳鎘電池或鎳氫電池的串聯(lián)電壓,便于組成電池組。


2、具有高儲(chǔ)存能量密度:相對(duì)其他電池而言鋰離子電池能量密度很高,目前已達(dá)到460-600Wh/kg,約為鉛酸電池的6~7倍。這就意味著在相同電荷容量下,鋰離子電池重量更輕。據(jù)計(jì)算相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/5~1/6。


3、使用壽命相對(duì)較長(zhǎng):鋰離子電池的使用壽命可達(dá)到6年以上。以磷酸亞鐵鋰為正極的鋰離子電池為例,在1C充放電倍率下,循環(huán)周期的*紀(jì)錄可達(dá)1000次。


4、具備高功率承受力:電動(dòng)汽車鋰離子電池用的磷酸亞鐵鋰離子電池*充放電倍率可以達(dá)到15C-30C,這非常適合動(dòng)力汽車高強(qiáng)度的啟動(dòng)和加速。


5、自放電率很低。自放電率是鋰離子電池*突出的優(yōu)越性之一,室溫下滿電存儲(chǔ)一個(gè)月的自放電率約10%左右,而同等條件下鎳鎘為25~30%、鎳氫為30~35%。


6、無記憶效應(yīng):這意味著鋰離子電池可以隨時(shí)充放電,而不必像鎳氫、鎳錫電池相同,必須要等到電量耗盡。


7、高低溫適應(yīng)性強(qiáng):鋰離子電池可在-20℃--60℃的環(huán)境下使用,經(jīng)過工藝上的處理,可以在-45℃環(huán)境下使用。


8、綠色環(huán)保:不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢都不含有也不出現(xiàn)鉛、汞、鎘等有毒重金屬物質(zhì)。


9、鋰離子電池的重要原材料鋰、錳、鐵、釩等在我國(guó)都是富產(chǎn)資源;生產(chǎn)基本不消耗水,對(duì)水之源稀缺的國(guó)家十分有利。


鋰離子電池的缺點(diǎn)


1、錯(cuò)誤使用存在安全隱患:由于鋰離子電池組成物質(zhì)非?;钴S,若使用錯(cuò)誤將會(huì)出現(xiàn)電解液分解、燃燒甚至爆炸的重大事故。


2、不同放電倍率對(duì)電池的可用容量影響較大。


3、過充電和過放電均會(huì)對(duì)電池造成不可恢復(fù)的損害:針對(duì)以上的缺點(diǎn),一般大容量的鋰離子電池組均采用了保護(hù)裝置來監(jiān)視電池的使用過程。


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