一、鋰離子電池名稱簡介

現(xiàn)已廣泛被大家使用的鋰離子電池是由鋰電池發(fā)展而來的。所以在認識鋰離子電池之前，我們先來介紹一下鋰電池。

舉例來講，以前照相機里用的扣式電池就屬于鋰電池。鋰電池的負極材料是鋰金屬，正極材料是碳材。按照大家習(xí)慣上的命名規(guī)律，我們稱這種電池為鋰電池。

鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負極材料是碳材。電池通過正極產(chǎn)生的鋰離子在負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。

二、鋰離子電池的廣泛用途

發(fā)展高科技的目的是為了使其更好的服務(wù)于人類。鋰離子電池自1990年問世以來，因其卓越的性能得到了迅猛的發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用于社會。鋰離子電池以其它電池所不可比擬的優(yōu)勢迅速占領(lǐng)了許多領(lǐng)域，象大家熟知的移動電話、筆記本電腦、小型攝像機等等，且越來越多的國家將該電池應(yīng)用于特種用途。應(yīng)用表明，鋰離子電池是一種理想的小型綠色電源。

三、鋰離子電池的主要構(gòu)成

（1）電池蓋

（2）正極----活性物質(zhì)為氧化鈷鋰

（3）隔膜----一種特殊的復(fù)合膜

（4）負極----活性物質(zhì)為碳

（5）有機電解液

（6）電池殼

四、鋰離子電池的優(yōu)越性能

我們經(jīng)常說的鋰離子電池的優(yōu)越性是針對于傳統(tǒng)的鎳鎘電池（Ni/Cd）和鎳氫電池（Ni/MH）來講的。那么，鋰離子電池究竟好在哪里呢？

（1）工作電壓高

（2）比能量大

（3）循環(huán)壽命長

（4）自放電率低

（5）無記憶效應(yīng)

（6）無污染

以下是鎳鎘、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）1.21.23.6

重量比能量(Wh/Kg)5065105-140

體積比能量(Wh/l)150200300

充放電壽命(次)5005001000

自放電率（%/月）25-3030-356-9

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）

五、鋰離子電池的工作原理

大家都已知道，鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負極是碳。鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達負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。同樣道理，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極?；氐秸龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。

不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負極→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。所以，專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。

六、鋰離子電池的組裝過程

鋰離子電池的工藝技術(shù)非常嚴格、復(fù)雜，這里只能簡單介紹一下其中的幾個主要工序。

（1）制漿

用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負極活性物質(zhì)混合，經(jīng)高速攪拌均勻后，制成漿狀的正負極物質(zhì)。

（2）涂膜

將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正負極極片。

（3）裝配

按正極片--隔膜--負極片--隔膜自上而下的順序放好，經(jīng)卷繞制成電池極芯，再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過程，即完成電池的裝配過程，制成成品電池。

（4）化成

用專用的電池充放電設(shè)備對成品電池進行充放電測試，對每一只電池都進行檢測，篩選出合格的成品電池，待出廠。

七、鋰離子電池的安全特性

鋰離子電池已非常廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活中，所以它的安全性能絕對應(yīng)該是鋰離子電池的第一項考核指標。對于鋰離子電池安全性能的考核指標，國際上規(guī)定了非常嚴格的標準，一只合格的鋰離子電池在安全性能上應(yīng)該滿足以下條件。

（1）短路：不起火，不爆炸

（2）過充電：不起火，不爆炸

（3）熱箱試驗：不起火，不爆炸（150℃恒溫10min）

（4）針剌：不爆炸（用Ф3mm釘穿透電池）

（5）平板沖擊：不起火，不爆炸（10kg重物自1M高處砸向電池）

（6）焚燒：不爆炸（煤氣火焰燒烤電池）

八、鋰離子電池安全特性是如何實現(xiàn)的？

為了確保鋰離子電池安全可靠的使用，專家們進行了非常嚴格、周密的電池安全設(shè)計，以達到電池安全考核指標。

（1）隔膜135℃自動關(guān)斷保護

采用國際先進的Celgard2300PE-PP-PE三層復(fù)合膜。在電池升溫達到120℃的情況下，復(fù)合膜兩側(cè)的PE膜孔閉合，電池內(nèi)阻增大，電池內(nèi)部升溫減緩，電池升溫達到135℃時，PP膜孔閉合，電池內(nèi)部斷路，電池不再升溫，確保電池安全可靠。

（2）向電液中加入添加劑

在電池過充，電池電壓高于4.2v的條件下，電液添加劑與電液中其他物質(zhì)聚合，電池內(nèi)阻大副增加，電池內(nèi)部形成大面積斷路，電池不再升溫。

（3）電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)

電池蓋采用刻痕防爆結(jié)構(gòu)，電池升溫時，電池內(nèi)部活化過程中所產(chǎn)生的部分氣體膨脹，電池內(nèi)壓加大，壓力達到一定程度刻痕破裂、放氣。

（4）各種環(huán)境濫用試驗

進行各項濫用試驗，如外部短路、過充、針刺、平板沖擊、焚燒等，考察電池的安全性能。同時對電池進行溫度沖擊試驗和振動、跌落、沖擊等力學(xué)性能試驗，考察電池在實際使用環(huán)境下的性能情況。

九、鋰離子電池是一種新型綠色環(huán)保電池

“愛護環(huán)境，保護地球”是我們每一個人義不容辭的責任。如何把我們的環(huán)境理念在行動上反應(yīng)出來呢？

作為電池消費者，應(yīng)該購買、使用新型綠色環(huán)保電池；作為電池制造商，應(yīng)該生產(chǎn)新型綠色環(huán)保電池。只有經(jīng)過大家的共同努力，才能創(chuàng)建、保護我們美麗和諧的自然環(huán)境。

新型綠色環(huán)保電池是指近年來已投入使用或正在研制開發(fā)的一類高性能、無污染的電池。目前已經(jīng)大量使用的鋰離子電池、金屬氫化物鎳電池和正在推廣使用的無汞堿性鋅錳電池以及正在研制開發(fā)的鋰或鋰離子塑料電池、燃料電池、電化學(xué)貯能超級電容器都屬于新型綠色環(huán)保電池的范疇。此外，目前已廣泛應(yīng)用的利用太陽能進行光電轉(zhuǎn)換的太陽電池（又稱光伏發(fā)電），也屬于這一范疇。

鋰離子電池

鋰離子電池與鋰電池在很多方面都有顯著的不同。最明顯的不同是鋰離子電池可充電數(shù)百次，而鋰電池不能充電。從化學(xué)上講，制作鋰電池的材料是純金屬鋰，而鋰離子電池的制作材料是比金屬鋰穩(wěn)定得多的鋰的化合物。

與其他可充電電池相比，鋰離子電池能量密度高，即在一定的外形尺寸和重量下，鋰離子電池可比其他可充電電池儲存更多的電能。

鋰離子電池具有較高的工作電壓。一般鋰離子電池的工作電壓為3.7V,而鎳氫或鎳鎘電池的工作電壓是1.2V。所以通常在照相機上可使用單節(jié)鋰離子電池，而不像鎳鎘或鎳氫電池得用多節(jié)電池。

其次，鋰離子電池的自放電速率比其他可充電電池低。所以鋰離子電池在充電后保存電能的時間比其他可充電電池的長。鎳鎘電池甚至在沒放入電器的情況下每天就自放掉1～5%的電池，而鋰離子電池在充電以后電能能保持幾個月。

簡而言之，鋰離子電池與其他可充電電池相比，具有外形尺寸小，重量輕，工作電壓高，保存電能時間長等優(yōu)點。

蘋果電腦公司將當前可再充電的鋰技術(shù)的最佳性能應(yīng)用在你的PowerBook，iBook或iPod上。你同樣可以在諸如手機和PDA等設(shè)備上發(fā)現(xiàn)這種業(yè)界領(lǐng)先的電池技術(shù)。蘋果電池能夠共享其他設(shè)備中共有的鋰技術(shù)特性。這些電池和其他可充電電池一樣，最終都需要更換。

業(yè)界領(lǐng)先的技術(shù)

鋰離子電池比鎳電池具有更高能密度。由于鋰是最輕的金屬，所以你一定會被這種重量更輕，壽命更長的電池所吸引。只要你方便，你可以隨時為鋰離子電池充電，完全不用像鎳電池那樣，為了使其性能最大化，必須充滿電或定期放電。（如果充電時間過長，鎳電池里的液體會結(jié)晶，阻止你將電充滿，進而導(dǎo)致完全放電的不便之處。）

標準充電

大多數(shù)鋰離子電池使用一種快速充電方式，為設(shè)備充滿80%的電量，然后再轉(zhuǎn)換為連續(xù)補充式充電方式繼續(xù)充電。以iPod為例，如果你在充電的同時沒有使用它，大概一個小時即可充滿80%的電量，再需要2到3個小時就能為iPod充滿電量。你可以根據(jù)充電周期的要求對所有鋰離子電池進行多次充電，但次數(shù)有限。

一個充電周期意味著用完電池的所有電量，但并不等同于充一次電。例如，你一天可以聽iPod好幾個小時，只用了一半的電量，然后又為它充滿電。如果你第二天還如此，這只能算作一個充電周期，而不是兩個，因此，你可能要花去好幾天才完成一個周期。每完成一個充電周期，電量就會減少一點，雖然這樣，你在給筆記本電腦和iPod充過多次周期后，仍然會保留原始電量的80%。和其他充電電池一樣，最終你也需要用新電池替換它。

如何最有效的利用電量

你的電池維持設(shè)備使用時間的長短取決于你的使用方法。例如，觀看DVD要比簡單的文字處理耗電快很多。你可以遵循一些非常簡單的操作步驟，最大效率的利用筆記本電腦或iPod的電池使用時間

什么是鋰離子電池

鋰離子電池俗稱“鋰電”，是目前綜合性能最好的電池體系。鋰離子電池負極是碳素材料，如石墨。正極是含鋰的過渡金屬氧化物，如LiMn2O4。

鋰離子電池具有如下優(yōu)點：

1．工作電壓高。鋰離子電池的工作電壓在3.6V，是鎳鎘和鎳氫電池工作電壓的三倍。

2．比能量高。鋰離子電池比能量目前已達140Wh／kg，是鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的1.5倍。

3．循環(huán)壽命長。目前鋰離子電池循環(huán)壽命已達1000次以上，在低放電深度下可達幾萬次，超過了其他幾種二次電池。

4．自放電小。鋰離子電池月自放電率僅為6％－8％，遠低于鎳鎘電池（25～30％）及鎳氫電池（30～40％）。

5．無記憶效應(yīng)?？梢愿鶕?jù)要求隨時充電，而不會降低電池性能。

6．對環(huán)境無污染。鋰離子電池中不存在有害物質(zhì)，是名副其實的“綠色電池”。

漫話鋰離子電池

近幾年來，“鋰離子電池”一詞經(jīng)常在媒體中出現(xiàn)。生產(chǎn)鋰離子電池的企業(yè)不斷涌現(xiàn)。更多的投資家正躍躍欲試。鋰離子電池已經(jīng)進入了人們生活的各個領(lǐng)域，對人類生活產(chǎn)生了重大影響。20世紀70年代，材料學(xué)界、物理學(xué)界和化學(xué)界同時對石墨嵌入化合物開展了深入研究，發(fā)現(xiàn)鋰等金屬元素可以嵌入到石墨層間，形成石墨嵌入化合物。1990年，日本SONY公司研制出了鋰離子電池并開始實現(xiàn)商品化，在二次電池的歷史上實現(xiàn)了一次飛躍。目前我國已成為小功率鋰離子電池的主要生產(chǎn)地，在鋰離子電池相關(guān)材料的研究和開發(fā)方面也已取得很大的進展，已經(jīng)或即將實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化?；蛟S你已擁有了手提電腦、手機或電動車輛，但你是否了解這些電子產(chǎn)品的主要能量核心———鋰離子電池呢？作為一種新的高科技產(chǎn)品，它是怎樣發(fā)展起來的？它的工作原理是什么？它有什么優(yōu)點和特點？目前的現(xiàn)狀和今后的發(fā)展方向是什么？本報特約我國鋰離子電池界的知名專家陳立泉教授對鋰離子電池作一基本的介紹，以期有所裨益。

信息、能源和環(huán)保是21世紀人類社會關(guān)心的主要課題。二次電池對三個問題的解決都起著關(guān)鍵作用。鋰離子電池是最新型的二次電池，近十年來得到迅速發(fā)展，到2000年，全球鋰離子電池的銷售額已超過鎘鎳和氫鎳電池。鋰離子電池的應(yīng)用范圍不斷拓寬，從信息產(chǎn)業(yè)（移動電話、PDA、筆記本電腦）到能源交通（電網(wǎng)調(diào)峰、電動車輛），從太空（衛(wèi)星、飛船）到水下（特種、水下機器人），鋰離子電池在本世紀作為主要的二次電池，進入了人類社會的各個領(lǐng)域，為人類造福。

工作的原理

電池分一次電池和二次電池兩大類，前者是一次性的，如干電池。后者是可再充電的，也稱可充電池。目前二次電池主要有：鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。鋰離子電池，俗稱“鋰電”，是目前綜合性能最好的電池體系。鋰離子電池負極是碳素材料，如石墨。正極是含鋰的過渡金屬氧化物，如LiMn2O4。電解質(zhì)是含鋰鹽的有機溶液。通常鋰離子電池并不含金屬鋰。充電時，在電場的驅(qū)動下鋰離子從正極晶格中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)，嵌入到負極晶格中。放電時，過程正好相反，鋰離子返回正極，電子則通過了用電器，由外電路到達正極與鋰離子復(fù)合。由于鋰離子電池不含任何貴重金屬，原材料都很便宜，降價空間很大，應(yīng)該是最便宜的電池。目前媒體經(jīng)常報道聚合物鋰電池或固態(tài)鋰電池，實際上它的主要部件：正極、負極和電解質(zhì)以及工作原理都和使用液體電解質(zhì)的鋰離子電池一樣，只是隔膜和包裝材料不同，因此，仍屬于鋰離子電池。與傳統(tǒng)的二次電池相比，鋰離子電池有突出的優(yōu)點：工作電壓高鋰離子電池的工作電壓在3．6V，是鎳鎘和鎳氫電池工作電壓的三倍。在許多小型電子產(chǎn)品上，一節(jié)電池即可滿足使用要求。這也是與其它二次電池的重大區(qū)別，因此只能用鋰離子電池專用充電器來充電，以免發(fā)生事故。比能量高鋰離子電池比能量目前已達140Wh／kg，是鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的1．5倍。循環(huán)壽命長目前鋰離子電池循環(huán)壽命已達1000次以上，在低放電深度下可達幾萬次，超過了其他幾種二次電池。自放電小鋰離子電池月自放電率僅為6－8％，遠低于鎳鎘電池（25～30％）及鎳氫電池（30～40％）。無記憶效應(yīng)可以根據(jù)要求能夠隨時充電，而不會降低電池性能。對環(huán)境無污染鋰離子電池中不存在有害物質(zhì)，是名副其實的“綠色電池”。

基于上述優(yōu)點，可以預(yù)見，鋰離子電池將是未來二次高能電池的主要發(fā)展方向。

鋰離子電池

以鋰離子電池為材料的一種高能量密度電池。鋰離子電池還是一種智能電池，它可以與專用原裝智能充電器配合，達到最短的充電時間、最大的壽命周期及最大的容量。鋰離子電池是目前性能最好的電池。與同樣大小的鎳鎘電池、鎳氫電池相比，電量儲備最大，重量最輕、壽命最長、充電時間最短，無記憶效應(yīng)。

什么是鋰離子電池

鋰離子電池俗稱“鋰電”，是目前綜合性能最好的電池體系。鋰離子電池負極是碳素材料，如石墨。正極是含鋰的過渡金屬氧化物，如LiMn2O4。

鋰離子電池的優(yōu)點：

1．工作電壓高，鋰離子電池的工作電壓在3．6V，是鎳鎘和鎳氫電池工作電壓的三倍。

2．比能量高，鋰離子電池比能量目前已達140Wh／kg，是鎳鎘電池的3倍，鎳氫電池的1．5倍。

3．循環(huán)壽命長，目前鋰離子電池循環(huán)壽命已達1000次以上，在低放電深度下可達幾萬次，超過了其他幾種二次電池。

4．自放電小，鋰離子電池月自放電率僅為6－8％，遠低于鎳鎘電池（25～30％）及鎳氫電池（30～40％）。5．無記憶效應(yīng)，可以根據(jù)要求隨時充電，而不會降低電池性能。

6．對環(huán)境無污染，鋰離子電池中不存在有害物質(zhì)，是名副其實的“綠色電池”。