鋰離子動�電池�20世紀(jì)開發(fā)成功的新型高能電�。這種電池的負(fù)極是金屬�,正極用MnO2,SOCL2�(CFx)n��70年代�(jìn)入實用化。因其具有能量高、電池電壓高、工作溫度范圍寬、貯存壽命長等優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于軍事和民用小型電器中�
鋰離子動力電池在移動電話、便攜式計算�、攝像機、照相機�、部分代替了傳統(tǒng)電池。大容量鋰離子電池已在電動汽車中試用,將成為21世紀(jì)電動汽車的主要動力電源之一,已�(jīng)在人造衛(wèi)�、航空航天和儲能方面得到�(yīng)��
錳酸�,磷酸鐵鋰等為正極材料的動力電池,統(tǒng)歸為鋰離子動力電�,各有優(yōu)�,是新一代鋰離子動力電池的發(fā)展趨�
特點編輯
電壓�
是鎳鎘電�,鎳氫電池�3�,鉛酸電池的�2�,這也是鋰離子動力電池比能量高的一個重要原�。因此組成相同電壓的動力電池組時,鋰離子動力電池使用的串�(lián)�(shù)目會大大少于鉛酸電池和鎳氫電�。如果動力電池中單體電池�(shù)量越�,電池組中單體電池的一致性要求就越高,壽命就越不好做,在實際使用過程中電池組有問題分析后,一般是其中一、兩個單體電池出問題然后�(dǎo)致整組電池出�(xiàn)問題,因此不難理解為什�48V的鉛酸電池比36V的鉛酸電池反饋要高,從這個角度上講鋰電更適合動力電池的使�。例�36V 的鋰電只需�10個單�,�36V鉛酸電池需�18個單體電�,即3�12V的電池組,而每�12V的鉛酸電池有六個單格即六個單體電池組��
重量�
比能量大,高�(dá)150Wh/Kg,是鎳氫電池的2倍,鉛酸電池�4�, 因此重量是相同能量的鉛酸電池的三分之一到四分之一,從這個角度講鋰電消耗的資源就少,而且由于錳酸鋰電池中所用元素的儲量比較�,因此相對鉛酸、鎳氫電池可能會�(jìn)一步漲�,鋰離子動力電池成本反而是�(jìn)一步降低的。電動自行車用鋰離子電池重量�2.2-4公斤,鉛酸電池的重量�12-20公斤,鋰電重量約為鉛酸電池的四分之一到三分之一,比鉛酸電池輕約10公斤�36V�10Ah電池�,電池重量減輕了70%,整車總重量至少減輕了20%。加上一般鋰電車都是簡易款的電動自行�,由于電池和整車�,相同電�、相同容量的電池行駛里程更長,普通的電動車重量在40公斤以上,而鋰離子動力電池電動自行車重量在7�26 公斤之間。女士和老年人都可以輕易搬動,人力騎行也十分輕�,運動休閑兼�� �3)體積小,高�(dá)�400Wh/L,體積是鉛酸電池的二分之一到三分之一。提供了更合理的�(jié)�(gòu)和更美觀的外形的�(shè)計條�、設(shè)計空間和可能�?,F(xiàn)階段由于鉛酸電池體積、重量的限制,設(shè)計師們的�(shè)計思想受到極大約束,導(dǎo)致現(xiàn)階段的電動自行車在結(jié)�(gòu)和外觀上“千車一面�、雷同相�、單�(diào)劃一。而鋰離子電池的使�,給�(shè)計師們提供了展示�(shè)計思想和設(shè)計風(fēng)格的更大空間及條�。當(dāng)然同時也�(dǎo)致電動自行車用鋰離子動力電池尺寸多種多樣,不利于鋰動力電池行�(yè)的發(fā)�。鋰動力電池行業(yè)也需要盡快制定電動自行車用鋰離子電池國家�(biāo)�(zhǔn),加速在電動自行車領(lǐng)域鋰電對鉛酸電池的替代。當(dāng)�2013年鋰電池是在不斷�(fā)展過程中的不同材�、不同工藝電池的體積有很大的差別,如何統(tǒng)一也是一個難��
壽命�
循環(huán)次數(shù)可達(dá)1000~3000�。以容量保持70%計,電池�100%充放電循�(huán)次數(shù)可以�(dá)�200次以�,使用年限可�(dá)5~8�,壽命約為鉛酸電池的兩到三倍。隨著技�(shù)的革�,設(shè)備的提高,電池的壽命會越來越�,性價比會越來越高� �5� 自放電率低,每月不到5%�
范圍�
低溫性能好,鋰離子動力電池可�-40℃~+55℃之間工作,而水溶液電池(比如鉛酸電池、鎳氫電�)在低溫時,由于電解液流動性變差會�(dǎo)致性能大大降低�
無記�
所以每次充電前不必像鎳鎘電�、鎳氫電池一樣需要放�,可以隨時隨地的�(jìn)行充�。電池充放電深度,對電池的壽命影響不�,可以全充全�,我們循�(huán)測試就是全充全放的�
動力電池
除了鋰離子電池電壓高之外,由于鋰離子動力電池組的保護(hù)板能�?qū)γ恳粋€單體電池�(jìn)行高精度�(jiān)�,低功耗智能管�,具有完善的過充�、過放電、溫度、過�、短路保�(hù)、鎖定自恢復(fù)功能以及可靠的均衡充電功�,大大的延長了電池的使用壽命。而其他類型電池(比如鉛酸電池)在使用過程中由于電池一致�、充電器等問�,易�(chǎn)生電池過�、過放等問題(由于成本等各方面的原因,鉛酸電池組�(nèi)不能對每一個單體電池�(jìn)行監(jiān)測和保護(hù)��
無污�
鋰離子動力電池中不存在有毒物�(zhì),因此被稱為“綠色電池”,國家重點扶持。而鉛酸電池和鎘鎳電池由于存在有害物質(zhì)鉛和�,國家必然會加強�(jiān)管和治理(鉛酸電池出口退稅的取消,鉛資源稅的增加,鉛酸電動自行車出口的受限),相�(yīng)企業(yè)的成本也會增加。雖然鋰電池沒有污染,但從資源節(jié)約的角度考慮。鋰離子動力電池的回�,回收中的安全性,回收的成本也都需要考慮�
安全隱患
由于鋰離子動力電池能量高,材料穩(wěn)定性差,鋰電容易出�(xiàn)安全問題�2013年世界上知名的手機和筆記本電腦電池(正極材料為鈷酸鋰和三元材料)生產(chǎn)企業(yè),日本三�、索尼等公司要求電池的爆噴率控制�40個ppb(十億分之一)以下,國�(nèi)公司能達(dá)到ppm(百萬分之一)級的就已�(jīng)不錯�,而動力電池的容量是手機電池容量的上百倍以上,因此對鋰電的安全性要求極�。雖然鈷酸鋰電池和三元材料的電池具有重量更輕,體積更小等�(yōu)�,但它們是不適合作動力電池�(yīng)用于電動車的。混晶錳酸鋰和磷酸亞鐵鋰的鋰離子電池是最有前景的鋰離子動力電��
價格�
相同電壓和相同容量的鋰離子動力電池價格是鉛酸�3-4倍。隨著鋰離子動力電池市場的擴(kuò)�,成本的降低,性能的提�,以及鉛酸電池價格的提高,鋰離子動力電池的性價比是有可能超過鉛酸電池的�
鋰離子動力電池通常有兩種外型:圓柱型和長方型� 圓柱型電池內(nèi)部采用螺旋繞制結(jié)�(gòu),用一種非常精�(xì)而滲透性很強的聚乙烯或聚丙烯或聚乙烯與聚丙烯復(fù)合的薄膜隔離材料在正、負(fù)極間間隔而成。而長方形則是通過疊片這種形式,即一正極上放置隔膜然后負(fù)�,以此類�,疊加而成。包括由含鋰的材料(如鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰的一種或幾種混合使用等)組成的鋰離子收集極及由鋁薄膜組成的電流收集極。負(fù)極由層狀碳材料組成的鋰離子收集極和銅薄膜組成的電流收集極組成。電池內(nèi)充有有機電解�(zhì)溶液。另外還裝有安全閥和PTC元件,以便電池在不正常狀�(tài)及輸出短路時保護(hù)電池不受損壞�
單節(jié)鋰電池的電壓�3.6V,容量也不可能無限大,因�,常常將單節(jié)鋰電池�(jìn)行串、并�(lián)處理,組成電池組,以滿足不同場合的要��
1.抑制電池極化,減少熱效應(yīng),提高倍率性能�
2.降低電池�(nèi)�,并明顯降低了循�(huán)過程的動�(tài)�(nèi)阻增幅;
3.提高一致�,增加電池的循環(huán)壽命�
4.提高活性物�(zhì)與集流體的粘附力,降低極片制造成��
5.保護(hù)集流體不被電解液腐蝕�
6.改善磷酸鐵鋰、鈦酸鋰材料的加工性能�
�(yīng)用群�
隨著二十世紀(jì)微電子技�(shù)的發(fā)�,小型化的設(shè)備日益增�,對電源提出了很高的要求。鋰離子動力電池隨之�(jìn)入了大規(guī)模的實用階段� 最早得以應(yīng)用于心臟起搏器中。由于鋰離子動力電池的自放電率極低,放電電壓平緩。使得起搏器植入人體長期使用成為可能�
鋰離子動力電池一般有高于3.0伏的�(biāo)稱電�,更適合作集成電路電�。二氧化錳電�,就廣泛用于計算�,計算器,照相機、手表中�
2013�,鋰離子動力電池大量�(yīng)用在手機�,可以說是的�(yīng)用群體�
舉例
1、作電池組維修代換品有許多電池組:如筆記本電腦上用的那種,經(jīng)維修�(fā)�(xiàn),此電池組損壞時僅是個別電池有問�??梢赃x用合適的單節(jié)鋰電池�(jìn)行更��
2、制作高亮微型電筒筆者曾用單節(jié)3.6V1.6AH鋰電池配合一個白色超高亮度發(fā)光管做成一只微型電�,使用方�,小巧美觀。而且由于電池容量�,平均每晚使用半小時,至今已用兩個多月仍無需充電�
3、代�3V電源。由于單節(jié)鋰電池電壓為3.6V。因此僅需一節(jié)鋰電池便可代替兩節(jié)普通電�,給收音�、隨身聽、照相機等小家電�(chǎn)品供�,不僅重量輕,而且連續(xù)使用時間長�