锂电池的基本知识
锂电池需要了解的知识

锂电池需要了解的知识锂电池是一种常见的电池类型,它具有高能量密度、长寿命、轻便等优点,因此被广泛应用于移动设备、电动车、储能系统等领域。
如果你想了解锂电池,以下是一些需要了解的知识。
1. 锂电池的结构锂电池由正极、负极、电解液和隔膜组成。
正极通常是由锂化合物制成,如锂铁磷酸铁锂(LiFePO4)、三元材料(LiCoO2、LiMn2O4、LiNiCoAlO2等)等。
负极通常是由碳材料制成,如石墨、硅石墨等。
电解液是锂盐和有机溶剂的混合物,隔膜则用于隔离正负极。
2. 锂电池的工作原理锂电池的工作原理是通过正负极之间的离子传输来实现电荷和放电。
在充电时,正极材料中的锂离子会向负极移动,同时电子会从负极流向正极,这样就将电荷储存在电池中。
在放电时,正负极之间的锂离子会向正极移动,同时电子会从正极流向负极,这样就释放出储存的电荷。
3. 锂电池的优缺点锂电池具有高能量密度、长寿命、轻便等优点,因此被广泛应用。
但是,锂电池也存在一些缺点,如容易受到高温、过充、过放等因素的影响,可能会导致电池损坏、甚至爆炸。
此外,锂电池的成本较高,也需要特殊的处理方式。
4. 锂电池的维护和保养为了延长锂电池的寿命,需要注意以下几点:(1)避免过充和过放,尽量保持电池电量在20%~80%之间;(2)避免高温环境,不要将电池长时间暴露在高温环境下;(3)避免震动和碰撞,不要将电池摔落或受到强烈的震动;(4)定期充电和放电,可以保持电池的活性。
锂电池是一种重要的电池类型,具有广泛的应用前景。
了解锂电池的结构、工作原理、优缺点以及维护保养等知识,可以更好地使用和管理锂电池,延长其寿命,提高其安全性。
锂离子电池的基本知识

锂离子电池的基本知识一般而言,电池有三部分构成:1.锂离子电芯2.保护电路(pcm)3.外壳即胶壳锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。
锂离子电芯的能量容量密度可以达到300wh,重量容量密度可以达到125wh。
一、电芯原理锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在,因此锂离子电芯更加安全稳定。
其反应示意图及基本反应式如下所示:二、电芯的构造锂电池的负极材料是锂金属,正极材料是碳材。
习惯上称为锂电池。
锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极材料是碳材。
为了区别于传统意义上的锂电池,称之为锂离子电池。
锂离子电池的主要构成:(1)电池盖(2)正极----活性物质为氧化钴锂(钴酸锂)(3)隔膜----一种特殊的複合膜(4)负极----活性物质为碳(5)有机电解液(6)电池壳电芯的正极是licoo2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已採用奈米碳。
根据上述的反应机理,正极採用licoo2、linio2、limn2o2,其中licoo2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从licoo2拿走xli后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于x的大小。
通过研究发现当x>时li1-xcoo2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制li1-xcoo2中的x值,一般充电电压不大于那幺x小于,这时li1-xcoo2的晶型仍是稳定的。
负极c6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极licoo2中的li被充到负极c6中,当放电时li回到正极licoo2中,但化成之后必须有一部分li留在负极c6中,心以保证下次充放电li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分li留在负极c6中,一般通过限制放电下限电压来实现。
锂电池基本知识

锂电池基本知识锂电池是一种以锂离子为原料的电池,被广泛应用于电子设备、电动车辆和储能系统等领域。
它具有高能量密度、长寿命、轻巧小型等优点,因此备受青睐。
1. 锂电池的构造锂电池主要由正极、负极、电解质和隔膜四部分组成。
正极通常使用锂化合物,如氧化钴、磷酸铁锂等,负极则使用碳材料。
电解质是锂离子在正负极之间传递的介质,常用液态电解质为聚合物电解质。
隔膜则起到隔离正负极的作用,防止短路。
2. 锂电池的工作原理锂电池的工作原理是通过正负极之间的锂离子传递来实现电荷和放电过程。
当充电时,锂离子从正极释放出来,经过电解质和隔膜,嵌入到负极的碳材料中。
而在放电时,锂离子从负极脱嵌,经过电解质和隔膜,重新嵌入到正极的锂化合物中。
这个过程是可逆的,因此锂电池可以反复充放电。
3. 锂电池的优点锂电池具有高能量密度,即单位重量或体积所储存的电能较高,能够提供更长的使用时间。
同时,锂电池具有较低的自放电率,即在不使用的情况下,电池自身的电量损失较小。
此外,锂电池还具有长寿命、低污染、快速充电等优点。
4. 锂电池的分类锂电池根据其正极材料的不同可以分为多种类型,常见的有锂离子电池、锂聚合物电池和锂硫电池。
其中,锂离子电池是目前最常用的,具有较高的能量密度和较长的寿命。
锂聚合物电池则因其更高的能量密度和更薄的设计,被广泛应用于便携式电子设备。
锂硫电池则具有更高的能量密度和更低的成本,但目前仍在研发阶段。
5. 锂电池的安全性锂电池在使用过程中需要注意安全性。
由于锂电池内部的锂金属非常活泼,在遇到高温或物理损伤时可能发生短路、过热甚至起火爆炸的情况。
因此,锂电池的设计中通常包含了安全防护措施,如保护电路、热敏感元件和隔热材料等。
此外,用户在使用锂电池时也要遵循正确的操作方法,避免过度充放电、避免撞击或损坏电池等。
总结:锂电池作为一种高性能的电池技术,已经广泛应用于各个领域。
它的构造简单,工作原理清晰,具有高能量密度、长寿命等优点。
锂离子电池基本知识

锂离子电池基本知识锂离子电池基本知识1、什么是Li-ion电池?Li-ion是锂电池发展而来。
所以在介绍Li-ion之前,先介绍锂电池。
举例来讲,以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。
锂电池的正极材料是锂金属,负极是碳。
当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。
而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。
回正极的锂离子越多,放电容量越高。
我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
在Li-ion的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。
Li-ion就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。
所以Li-ion又叫摇椅式电池。
2、Li-ion电池有哪几部分组成?(1)电池上下盖(2)正极——活性物质为氧化锂钴(3)隔膜——一种特殊的复合膜(4)负极——活性物质为碳(5)有机电解液(6)电池壳(分为钢壳和铝壳两种)3、Li-ion电池有哪些优点?哪些缺点?Li-ion具有以下优点:1)单体电池的工作电压高达3.6-3.8V:2)比能量大,目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L(2倍于Nl-Cd,1.5倍于Ni-MH),未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L3)循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次.对于小电流放电的电器,电池的使用期限将倍增电器的竞争力.4)安全性能好,无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd 电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。
锂电池基础知识

(一)锂电池的构成锂电池主要由两大块构成,电芯和保护板PCM(动力电池一般称为电池管理系统BMS),电芯相当于锂电池的心脏,管理系统相当于锂电池的大脑。
电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成,而保护板主要由保护芯片(或管理芯片)、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。
锂电池的产业链结构如下图:电芯的构成如下面两图所示:锂电池的PACK的构成如下图所示:(二)锂电池优缺点锂电池的优点很多,电压平台高,能量密度大(重量轻、体积小),使用寿命长,环保。
锂电池的缺点就是,价格相对高,温度范围相对窄,有一定的安全隐患(需加保护系统)。
(三)锂电池分类锂电池可以分成两个大类:一次性不可充电电池和二次充电电池(又称为蓄电池)。
不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。
二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。
1.按外型分:方形锂电池(如普通手机电池)和圆柱形锂电池(如电动工具的18650);2.按外包材料分:铝壳锂电池,钢壳锂电池,软包电池;3.按正极材料分:钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元锂(LiNi x Co y Mn z O2)、磷酸铁锂(LiFePO4);4.按电解液状态分:锂离子电池(LIB)和聚合物电池(PLB);5.按用途分:普通电池和动力电池。
6.按性能特性分:高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。
(四)常用术语解释1. 容量(Capacity)指一定的放电条件下可以从电池锂获得的电量。
我们在高中学物理是知道,电量的公式为Q=I*t,单位为库伦,电池的容量单位规定为Ah (安时)或mAh(毫安时)。
意思是1AH的电池在充满电的情况下用1A的电流放电可以放1个小时。
以前的NOKIA的老手机的电池(像BL-5C)一般是500mAh,现在的智能手机电池800~1900mAh,电动自行车一般都是10~20Ah,电动汽车一般都是20~200Ah等。
2. 充放电倍率(Charge-Rate/Discharge-Rate)表示以多大的电流充电、放电,一般以电池的标称容量的倍数为计算,一般称为几C。
锂电池基础知识培训

锂电池基础知识培训锂电池是一种常见的电池类型,广泛应用于移动设备、电动车辆和可再生能源存储等领域。
本文将为大家介绍锂电池的基础知识,包括锂电池的结构、工作原理、充放电特性、安全性等方面。
一、锂电池结构锂电池通常由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极材料一般使用氧化物,如钴酸锂(LiCoO2)、磷酸铁锂(LiFePO4)等。
这些正极材料能够释放或吸收锂离子,实现电池的充放电过程。
负极材料通常采用石墨,能够嵌著锂离子形成锂插层化合物。
电解质是锂离子的传导介质,一般采用液态或聚合物电解质。
液态电解质具有高离子传导性和低内阻,而聚合物电解质则具有良好的安全性能。
隔膜用于隔离正负极,防止短路。
二、锂电池工作原理锂电池的工作原理是基于锂离子在正负极材料之间的嵌脱插过程。
充电时,外部电源提供电流,使得正极材料氧化,负极材料脱锂。
锂离子在电解液中移动,通过隔膜到达负极,嵌入到负极材料中。
放电时,锂离子从负极材料脱出,通过隔膜到达正极,嵌入到正极材料中。
同时,电子通过外部电路流动,产生电流,为外部设备供电。
锂电池的充放电过程是可逆的,可以循环多次使用。
三、锂电池充放电特性锂电池的充放电特性与其正负极材料有关。
充电时,锂电池通常采取恒流充电和恒压充电两个阶段。
恒流充电阶段中,电流保持不变,直到电池电压达到设定的峰值电压;恒压充电阶段中,电流逐渐减小,直到电池容量充满,电压保持恒定。
放电时,锂电池的电压会随着放电过程逐渐下降,当电压达到一定程度时需要停止放电,以避免过放。
锂电池的容量可以通过充放电循环实验来测试,常用的容量单位是安时(Ah)。
四、锂电池的安全性锂电池具有较高的能量密度,因此在不正确使用或存储时存在一定的安全风险。
首先,要注意避免过充和过放。
过充会造成电池内部压力过高,甚至发生爆炸;而过放会导致电池无法再次充电,损坏电池。
其次,在存储和携带锂电池时,应注意避免与金属物品短路,避免受到外力撞击。
此外,锂电池在高温环境下的使用会降低其寿命和安全性能,因此要避免长时间暴露在高温环境中。
锂电池一些基本知识

锂电池一些基本知识目录一、内容概览 (2)1.1 锂电池的重要性 (3)1.2 锂电池的应用领域 (4)二、锂电池的基本概念 (5)2.1 锂电池的定义 (6)2.2 锂电池的组成 (6)三、锂电池的工作原理 (8)3.1 质子交换反应 (9)3.2 电池电压与电化学特性 (9)四、锂电池的性能参数 (11)4.1 能量密度 (12)4.2 充放电速率 (13)4.3 循环寿命 (13)五、锂电池的类型 (14)5.1 锂离子电池 (15)5.2 锂硫电池 (17)5.3 固态电池 (18)六、锂电池的安全问题 (19)6.1 自燃与热失控 (20)6.2 防止短路与热扩散 (21)七、锂电池的回收与处理 (23)7.1 回收技术 (24)7.2 废弃物处理 (26)八、未来发展趋势与挑战 (27)8.1 技术创新 (28)8.2 环境友好型发展 (29)九、结论 (30)9.1 锂电池在未来的重要性 (31)9.2 对锂电池研究的展望 (32)一、内容概览本文档旨在为读者提供关于锂电池的全面而基础的知识,我们将从锂电池的定义和分类入手,详细介绍其工作原理、结构组成以及制造过程。
我们会探讨锂电池在各个领域的应用,包括便携式电子设备、电动汽车和可再生能源等。
我们还将分析锂电池的安全性问题、充放电策略以及未来的发展趋势。
在锂电池的基本概念部分,我们将解释其工作原理,即通过正负极之间的化学反应产生电流。
我们也会介绍锂电池的各种类型,如锂离子电池、锂聚合物电池等,并讨论它们的优缺点。
在锂电池的应用方面,我们将重点介绍其在便携式电子设备中的普及情况,如手机、笔记本电脑等,以及在这些设备中的具体应用。
我们还将探讨锂电池在电动汽车和可再生能源领域中的潜力,以及它们如何助力实现可持续能源发展。
在安全性和性能优化部分,我们将分析锂电池可能面临的安全风险,如过热、短路等,并提出相应的预防措施。
我们也会介绍一些提高锂电池性能的方法,如改进电极材料、优化电解液等。
锂电池基础知识科普

外壳 2
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电池基础知识
储能装置
物理储能
化学储能
飞轮储能
压缩空气 储能etc...
铅酸电池
钠流电池
锂离子电 池etc...
电容器
储能装置分类
电磁储能
超导电磁 储能etc...
所有电池都是可以提供动力的, 只是大与小的关系(较大规模 的储能装置可以超过GWh,而 应用与蓝牙耳机或者手机电池 上的电池仅为0.1-5Wh),因此 只要是可以称之为能量储存的 载体都可以被称为动力电池;
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隔膜
结构 生产方法 优点
缺点 应用范围
不同材质和结构隔膜的特点
PP
单层、双层
干法
机械强度高 耐热性好 透过性好 安全关断性能不如PE (闭孔温度>150℃)
一次电池、二次电池、 大功率电池
PE 单层、双层 干法、湿法 均匀性好 安全性好(闭孔温度约 130℃) 耐高温性能不如PP
二次电池
PP/PE/PP 三层 干法 综合了PP、PE膜优点, 机械强度好,安全性更 高
➢ 按制造方法分 干法、湿法
➢ 按结构分 单层PP、PE 双层PP、PE 三层PP/PE/PP
制造方法 代表厂家
单向拉伸法
日本宇部 深圳星源 台湾高银
干法 吹膜法 美国Celgard
双向拉伸法
新乡格瑞恩 桂林新时
湿法
日本:Asahi,Tonen, Nitto,三井 美国:Entek 韩国:Wide、W-Able、 SK、W-scope 中国:佛山金辉
两种不同的极板在均相或者 异相的介质中,由于存在并 产生的电势差,在外加负载 的驱动下,发生氧化还原反 应,内部电流的移动产生电 流。如果电化学反应可以逆
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锂电池的基本知识便携式电子产品以电池作为电源。
随着便携式产品的迅猛发展,各种电池的用量大增,并且开发出许多新型电池。
除大家较熟悉的高性能碱性电池、可充电的镍镉电池、镍氢电池外,还有近年来开发的锂电池。
本文主要介绍有关锂电池的基本知识。
这包括它的特性、主要参数、型号的意义、应用围及使用注意事项等。
锂是一种金属元素,其化学符号为Li(其英文名为lithium),是一种银白色、十分柔软、化学性能活泼的金属,在金属中是最轻的。
它除了应用于原子能工业外,可制造特种合金、特种玻璃(电视机上用的荧光屏玻璃)及锂电池。
在锂电池中它用作电池的阳极。
锂电池也分成两大类:不可充电的及可充电的两类。
不可充电的电池称为一次性电池,它只能将化学能一次性地转化为电能,不能将电能还原回化学能(或者还原性能极差)。
而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。
它能将电能转变成化学能储存起来,在使用时,再将化学能转换成电能,它是可逆的,如电能化学能锂电池的主要特点灵巧型便携式电子产品要求尺寸小、重量轻,但电池的尺寸及重量与其它电子元器件相比往往是最大的及最重的。
例如,想当年的“大哥大”是相当“粗大、笨重”,而今天的手机是如此的轻巧。
其中电池的改进是起了重要作用的:过去是镍镉电池,现在是锂离子电池。
锂电池的最大特点是比能量高。
什么是比能量呢?比能量指的是单位重量或单位体积的能量。
比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。
Wh是能量的单位,W是瓦、h是小时;kg是千克(重量单位),L是升(体积单位)。
这里举一个例来说明:5号镍镉电池的额定电压为12V,其容量为800mAh,则其能量为096Wh(12V×08Ah)。
同样尺寸的5号锂-二氧化锰电池的额定电压为3V,其容量为1200mAh,则其能量为36Wh。
这两种电池的体积是相同的,则锂-二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的375倍!一节5号镍镉电池约重23g,而一节5号锂-二氧化锰电池约重18g。
一节锂-二氧化锰电池为3V,而两节镍镉电池才24V。
所以采用锂电池时电池数量少(使便携式电子产品体积减小、重量减轻),并且电池的工作寿命长。
另外,锂电池具有放电电压稳定、工作温度围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。
锂电池的缺点是价格昂贵,所以目前尚不能普遍应用,主要应用于掌上计算机、PDA、通信设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器等。
随着技术的发展、工艺的改进及生产量的增加,锂电池的价格将会不断地下降,应用上也会更普遍。
不可充电的锂电池不可充电的锂电池有多种,目前常用的有锂-二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。
本文仅介绍前两种最常用的。
1锂-二氧化锰电池(Li MnO2)锂-二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极,并采用有机电解液的一次性电池。
该电池的主要特点是电池电压高,额定电压为3V(是一般碱性电池的2倍);终止放电电压为2V;比能量大(见上面举的例子);放电电压稳定可靠;有较好的储存性能(储存时间3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2%);工作温度围-20℃~+60℃。
该电池可以做成不同的外形以满足不同要求,它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。
圆柱形的也有不同的直径及高度尺寸。
这里列举大家较熟悉的1#(尺寸代码D)、2#(尺寸代码C)及5#(尺寸代码AA)电池的主要参数,如表1所示。
型号中的CR表示为圆柱形锂-二氧化锰电池;五位数字中,前两位表示电池的直径,后三位表示带一位小数的高度。
例如,CR14505,其直径为14mm,高度为505mm(这种型号是通用的)。
这里要指出的是不同工厂生产的同型号的电池其参数可能有些差别。
另外,表1中的标准放电电流值是较小的,实际放电电流可以大于标准放电电流,并且连续放电及脉冲放电的允许放电电流也不同,由电池厂提供有关数据。
例如,力兴电源公司生产的CR14505给出最续放电电流为1000mA,最大脉冲放电电流可达2500mA。
照相机中用的锂电池多半是锂-二氧化锰电池。
这里将照相机中常用的锂-二氧化锰电池列入表2,供参考。
纽扣式(扣式)电池尺寸较小,其直径为125~245mm,高度为16~50mm。
几种较常用的扣式电池如表3所示。
表3中的型号CR为圆柱形锂-二氧化锰电池,后四位数字中前两位为电池的直径尺寸,后两位为带小数点的高度尺寸。
例如,CR1220的直径为125mm(不包括小数点后的数),其高度为20mm。
这种型号表示方法是国际通用的。
这种扣式电池常用于时钟、计算器、电子记事本、照相机、助听器、电子游戏机、IC卡、备用电源等。
2锂-亚硫酰氯电池(Li SOCl2)锂-亚硫酰氯电池是比能量最高的一种,目前可达到500Wh/kg或1000Wh/L的水平。
它的额定电压是36V,以中等电流放电时具有极其平坦的34V放电特性(可在90%容量围平坦地放电,保持不大的变化)。
电池可以在-40℃~+85℃围工作,但在-40℃时的容量约为常温容量的50%。
自放电率低(年自放电率≤1%)、储存寿命长达10年以上。
常见的1#、2#及5#圆柱形锂-亚硫酰氯电池的参数如表4所示。
以1#(尺寸代码D)镍镉电池与1#锂-亚硫酰氯电池的比能量作一个比较:1#镍镉电池的额定电压为12V,容量为5000mAh;1#锂-亚硫酰氯的额定电压为36V,容量为10000mAh,则后者的比能量比前者大6倍!应用注意事项上述两种锂电池是一次性电池,不可充电(充电时有危险!);电池正负极之间不可短路;不可以过大电流放电(超过最大放电电流放电);电池使用至终止放电电压时,应从电子产品中及时取出;用完的电池不可挤压、焚烧及拆卸;不可超过规定温度围使用。
由于锂电池的电压高于普通电池或镍镉电池,使用时不要搞错以免损坏电路。
通过熟悉型号中的CR、ER就可以知道它的种类及额定电压。
在购买新电池时,一定要按原来的型号来买,否则会影响电子产品性能。
▲可充电的锂电池可充电的锂电池有多种,如锂-钒氧化物电池,锂离子电池及国外新开发的锂-聚合物电池等。
这里仅介绍前两种,重点介绍锂离子电池。
可充电锂离子电池是目前手机中应用最广泛的电池,但它较为“娇气”,在使用中不可过充、过放(会损坏电池或使之报废)。
因此,在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。
锂离子电池充电要求很高,要保证终止电压精度在1%之,目前各大半导体器件厂已开发出多种锂离子电池充电的IC,以保证安全、可靠、快速地充电。
现在手机已十分普遍,手机中一部分是镍氢电池,但灵巧型的手机则是锂离子电池。
正确地使用锂离子电池对延长电池寿命是十分重要的。
1. 锂-钒氧化物电池(Li-V6O13)锂-钒氧化物电池以锂为阳极、钒氧化物为阴极、无机盐的有机溶剂为电解质组成。
它的特点是可以充电。
以2号电池为例,将锂-钒氧化物电池与锂-二氧化锰电池及锂-亚硫酰氯电池相比较如表5所示。
由表5可知,由于锂-钒氧化物电池的额定电压仅为2.8V,而且额定容量也小,故与其它两种锂电池相比,其比能量是最小的。
该类圆柱形电池的主要参数如表6所示。
从表6可看出,其充电次数(循环寿命)也不长,所以这种可充电电池不久就由锂离子电池替代了。
2. 锂离子电池(Li-Ion)锂离子电池是目前应用最为广泛的锂电池,它根据不同的电子产品的要求可以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式,并且有由几个电池串联在一起组成的电池组。
锂离子电池的额定电压为3.6V(有的产品为3.7V)。
充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关:阳极材料为石墨的4.2V;阳极材料为焦炭的4.1V。
不同阳极材料的阻也不同,焦炭阳极的阻略大,其放电曲线也略有差别,如图1所示。
一般称为4.1V锂离子电池及4.2V锂离子电池。
锂离子电池的终止放电电压为2.5V~2.75V(电池厂给出工作电压围或给出终止放电电压,各参数略有不同)。
低于终止放电电压继续放电称为过放,过放对电池会有损害。
锂离子电池不适合用作大电流放电,过大电流放电时会降低放电时间(部会产生较高的温度而损耗能量)。
因此电池生产工厂给出最大放电电流,在使用中应小于最大放电电流。
锂离子电池对温度有一定要求,工厂给出了充电温度围、放电温度围及保存温度围。
锂离子电池对充电的要很高的,它要求精密的充电电路以保证充电的安全。
终止充电电压精度允差为额定值的±1%(例如,充4.2V的锂离子电池,其允差为±0.042V),过压充电会造成锂离子电池永久性损坏。
锂离子电池充电电流应根据电池生产厂的建议,并要求有限流电路以免发生过流(过热)。
一般常用的充电率为0.25C~1C(C是电池的容量,如C=800mAh,1C 充电率即充电电流为800mA)。
在大电流充电时往往要检测电池温度,以防止过热损坏电池或产生爆炸。
锂离子电池充电分为两个阶段:先恒流充电,到接近终止电压时改为恒压充电,其充电特性如图2所示。
这是一种800mAh容量的电池,其终止充电电压为4.2V。
电池以800mA(充电率为1C)恒流充电,开始时电池电压以较大的斜率升压,当电池电压接近4.2V时,改成4.2V 恒压充电,电流渐降,电压变化不大,到充电电流降为1/10C(约80mA)时,认为接近充满,可以终止充电(有的充电器到1/10C后启动定时器,过一定时间后结束充电)。
各种锂离子电池的性能如表7所示。
表7(a)型号中的6位数字,前两位为高度尺寸,中间两位为宽度尺寸,后两位为长度尺寸(mm)。
例如LIS063048,其高为6.7mm,宽为29.9mm,长度为48mm。
表7(b)型号的四位数字中,前两位为直径,后两位为带一位小数点的高度尺寸。
例如LIR2025,它的直径为20mm,高度为2.5mm。
锂离子电池保护元件及保护电路锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时,会造成电池的损坏或降低使用寿命。
为此,开发出各种保护元件及由保护IC组成的保护电路。
它安装在电池或电池组中,使电池获得完善的保护。
1. 正温度系数聚合物保护元件Tyco公司最近推出了VLR230(5×12mm)及VLR170(3.6×10mm)自复式条状保护元件,它专门用于锂离子电池或镍氢电池组作过流或过热保护。
它在正常温度时自身电阻极低(如VLR230的阻值为0.015Ω),一旦超过阈值电流或阈值温度,电阻会急剧升高而起到保护作用(该保护元件串联在电池电路中,有的安装在电池中)。
元件的特性如图3所示,电路如图4所示。
这种保护元件在有短路及过充或过放情况发生时,产生大量的热使电池温度升高,由于保护元件的高阻抗而得到保护。
当故障排除或断开电路时,它有自复作用(即回到低阻抗)。
在60℃以下VLR170可提供700mA、VLR230可提供900mA充电或放电电流。