锂离子电池介绍
锂离子电池目前由液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)两类。其中,液态锂离子电池是指Li +嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2或LiMn2O4,负极采用锂-碳层间化合物。锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长,是21世纪发展的理想能源。
1992年锂离子电池开始实用化,使人们的移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备重量和体积大大减小。使用时间大大延长。由于锂离子电池中不含有重金属镉,与镍镉电池相比,大大减少了对环境的污染。
锂离子电池的特征
A.高能量密度
锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半,体积是镍镉的20-30%,镍氢的35-50%。
B.高电压
一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值),相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。
C.无污染
锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。
D.不含金属锂
锂离子电池不含金属锂,因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。仅会限制一定的数量。
E.循环寿命高
在正常条件下,锂离子电池的充放电周期可超过500次。
F.无记忆效应
记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中,电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。G.快速充电
使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器,可以使锂离子电池在1.5--2.5个小时内就充满电;锂离子电池在20℃下可储存半年以上,这是由于它的自放电率很低,而且大部分容量可以恢复。
锂电池存在自放电现象,如果电池电压在3.6V以下长时间保存,会导致电池过放电而破坏电池内部结构,缩短电池寿命。因此长期保存的锂电池应当每3~6个月补电一次,即充电到电压为3.8~3.9V(锂电池最佳储存电压为3.85V左右)为宜,不宜充满。
锂电池的应用温度范围很广,在北方的冬天室外,仍然可以使用,但容量会降低很多,如果回到室温的条件下,容量又可以恢复。
术语解释
(1)充电电压
充电电压是指电池在充电时,外电源加在电池两端的电压。充电的基本过程是恒电流转为恒电压,其特点是在充电过程中充电电流恒定不变。随着充电的进行,活性物质被恢复,电极反应面积不断缩小,电极的极化逐渐增高。
(2)电池容量
电池容量是指从电池获得电量的量,常用C表示,单位常用Ah或mAh表示。容量是电池电性能的重要指标。电池的容量通常分为理论容量、实际容量和额定容量。电池容量由电极的容量决定,若电极的容量不等,电池的容量取决于容量小的那个电极,并不是正负极容量之和。