什麼叫鋰離子電池,鋰離子電池是什麼?

2022-02-17 11:33:10 字數 4932 閱讀 1955

1樓:晨光科力普省心購

一、發展及分類

「鋰電池」,是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。

鋰電池最早期應用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低,放電電壓平緩等優點,使得植入人體的起搏器能夠長期運作而不用重新充電。鋰電池一般有高於3.

0伏的標稱電壓,更適合作積體電路電源。二氧化錳電池,就廣泛用於計算器,數碼相機、手錶中。

為了開發出效能更優異的品種,人們對各種材料進行了研究,從而製造出前所未有的產品。

2023年鋰金屬電池最早由gilbert n. lewis提出並研究。

20世紀70年代時,m. s. whittingham提出並開始研究鋰離子電池。

2023年sony成功開發鋰離子電池。它的實用化,使人們的移動**、筆記本、計算器等攜帶型電子裝置的重量和體積大大減小。

由於鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、儲存、使用,對環境要求非常高。隨著科學技術的發展,鋰電池已經成為了主流。

鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。

鋰離子電池不含有金屬態的鋰,並且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在2023年誕生,其安全性、比容量、自放電率和效能**比均優於鋰離子電池。由於其自身的高技術要求限制,只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。

二、工作原理

1. 鋰金屬電池

一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。

放電反應:li+mno2=limno2

2.鋰離子電池:

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。

充電正極上發生的反應為

licoo2=li(1-x)coo2+xli++xe-(電子)

充電負極上發生的反應為

6c+xli++xe- = lixc6

充電電池總反應:licoo2+6c = li(1-x)coo2+lixc6

三、特徵

高能量密度鋰離子電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半,體積是鎳鎘的20-30%,鎳氫的35-50%。

高電壓一個鋰離子電池單體的工作電壓為3.7v(平均值),相當於三個串聯的鎳鎘或鎳氫電池。

無汙染鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類的有害金屬物質。

不含金屬鋰鋰離子電池不含金屬鋰,因而不受飛機運輸關於禁止在客機攜帶鋰電池等規定的限制。

迴圈壽命高在正常條件下,鋰離子電池的充放電週期可超過500次,磷酸亞鐵鋰則可以達到2000次。

無記憶效應記憶效應是指鎳鎘電池在充放電迴圈過程中,電池的容量減少的現象。鋰離子電池不存在這種效應。

快速充電使用額定電壓為4.2v的恆流恆壓充電器,可以使鋰離子電池在1.5-2.5個小時內就充滿電;而新開發的磷鐵鋰電池,已經可以在35分鐘內充滿電。

三、優缺點分析

1.優點

(1)能量比較高。具有高儲存能量密度,已達到460-600wh/kg,是鉛酸電池的約6-7倍;

(2)使用壽命長,使用壽命可達到6年以上,磷酸亞鐵鋰為正極的電池1c(100%dod)充放電,有可以使用10,000次的記錄;

(3)額定電壓高(單體工作電壓為3.7v或3.2v),約等於3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯電壓,便於組成電池電源組;鋰電池可以通過一種新型的鋰電池調壓器的技術,將電壓調至3.

0v,以適合小電器的使用。

(4)具備高功率承受力,其中電動汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到15-30c充放電的能力,便於高強度的啟動加速;

(5)自放電率很低,這是該電池最突出的優越性之一,一般可做到1%/月以下,不到鎳氫電池的1/20;

(6)重量輕,相同體積下重量約為鉛酸產品的1/6-1/5;

(7)高低溫適應性強,可以在-20℃--60℃的環境下使用,經過工藝上的處理,可以在-45℃環境下使用;

(8)綠色環保,不論生產、使用和報廢,都不含有、也不產生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。

(9)生產基本不消耗水,對缺水的我國來說,十分有利。

比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用wh/kg或wh/l來表示。wh是能量的單位,w是瓦、h是小時;kg是千克(重量單位),l是升(體積單位)。

2.缺點

1.鋰原電池均存在安全性差,有發生**的危險。

2.鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電,**昂貴,安全性較差。

3.鋰離子電池均需保護線路,防止電池被過充過放電。

4.生產要求條件高,成本高。

5.使用條件有限制,高低溫使用危險大。

2樓:匿名使用者

1.簡介

鋰離子電池(li-ion)是鋰電池發展而來。所以在介紹li-ion之前,先介紹鋰電池。舉例來講,以前照相機裡用的扣式電池就屬於鋰電池。

鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫醯氯,負極是鋰。電池組裝完成後電池即有電壓,不需充電.這種電池也可能充電,但迴圈效能不好,在充放電迴圈過程中,容易形成鋰枝晶,造成電池內部短路,所以一般情況下這種電池是禁止充電的。

後來,日本索尼公司發明了以炭材料為負極,以含鋰的化合物作正極,在充放電過程中,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,達到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,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, 又運動回正極。回正極的鋰離子越多,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。

在li-ion的充放電過程中,鋰離子處於從正極→負極→正極的運動狀態。li-ion就像一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就象運動員一樣在搖椅來回奔跑。所以li-ion又叫搖椅式電池。

2.鋰離子電池電池有哪幾部分組成?

(1)電池上下蓋

(2)正極——活性物質為氧化鋰鈷

(3)隔膜——一種特殊的複合膜

(4)負極——活性物質為碳

(5)有機電解液

(6)電池殼(分為鋼殼和鋁殼兩種)

3.鋰離子電池電池有哪些優點?哪些缺點?

鋰離子電池具有以下優點:

1) 單體電池的工作電壓高達3.6-3.8v:

2) 比能量大,目前能達到的實際比能量為100-115wh/kg和240-253wh/l(2倍於nl-cd,1.5倍於ni-mh),未來隨著技術發展,比能量可高達150wh/kg和400 wh/l

3) 迴圈壽命長,一般均可達到500次以上,甚至1000次.對於小電流放電的電器,電池的使用期限 將倍增電器的競爭力.

4) 安全效能好,無公害,無記憶效應.作為li-ion前身的鋰電池,因金屬鋰易形成枝晶發生短路,縮減了其應用領域:li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環境有汙染的元素:

部分工藝(如燒結式)的ni-cd電池存在的一大弊病為「記憶效應」,嚴重束縛電池的使用,但li-ion根本不存在這方面的問題。

5) 自放電小

室溫下充滿電的li-ion儲存1個月後的自放電率為10%左右,大大低於ni-cd的25-30%,ni、mh的30-35%。 鋰離子電池也存在著一定的缺點,如:

1) 電池成本較高。主要表現在licoo2的**高(co的資源較小),電解質體系提純困難。

2) 不能大電流放電。由於有機電解質體系等原因,電池內阻相對其他類電池大。故要求較小的放電電流密度,一般放電電流在0.5c以下,只適合於中小電流的電器使用。

3) 需要保護線路控制。

a、 過充保護:電池過充將破壞正極結構而影響效能和壽命;同時過充電使電解液分解,內部壓力過高而導致漏液等問題;故必須在4.1v-4.2v的恆壓下充電;

b、 過放保護:過放會導致活性物質的恢復困難,故也需要有保護線路控制。

相關**:

3樓:匿名使用者

即li-ion battery。正極為鋰離子金屬氧化物,負極為碳,電解液為有機溶劑,單顆電芯的電壓為3.6v,沒有記憶效應,重量能量密度比鎳氫電池大,所以在相同電容量下,有較輕的重量,而且自效電力較低,但因製造成本高,故**較高,而且因能量密度高,電解液為可燃性有機溶劑,過度充放電可能導致燃燒**的危險,所以對充電的要求比較嚴格,電池組及充電器中要有防護裝置,以防止充電不當造成電池損壞或危險。

4樓:匿名使用者

鋰電池:我們先來了解一下鋰電池的種類。鋰電池是目前使用最多鋰鈕釦電池(最早我們稱為水銀電池,因為汙染和電容量之故線已逐漸被鋰-錳配方取代)基本電壓為3.

0v, 最高電容量可達1200mah。此電池可設計成輕薄短小且容量高的狀況。加上放電曲線穩定,因此許多高科技產品如主機板都使用它來當記憶體的備用電池。

此外,被設計成圓柱型的鋰電池則具有高容量,低內阻,可以瞬間放出大電流, 是照相機電池市場的極佳選擇。不過,因為它的原料金屬鋰具有相當高的化學活性, 因此不宜使用過多於同一電池中,以避免有產生**的危險

鋰離子電池是什麼?

5樓:廣西師範大學出版社

鋰離子電池是鋰電池發展而來。所以在介紹li-ion之前,先介紹鋰電池。舉例來講,以前照相機裡用的扣式電池就屬於鋰電池。

鋰電池的正極材料是二氧化錳或亞硫醯氯,負極是鋰。電池組裝完成後電池即有電壓,不需充電這種電池也可能充電,但迴圈效能不好,在充放電迴圈過程中,容易形成鋰枝晶,造成電池內部短路,所以一般情況下這種電池是禁止充電的。後來,日本索尼公司發明了以炭材料為負極,以含鋰的化合物作正極,在充放電過程中,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。

當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,達到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,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,又運動回正極。

回正極的鋰離子越多,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。在li-ion的充放電過程中,鋰離子處於從正極→負極→正極的運動狀態。li-ionbatteries就像一把搖椅,搖椅的兩端為電池的兩極,而鋰離子就像運動員一樣在搖椅來回奔跑。

所以li-ionbatteries又叫搖椅式電池。

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