鋰二次電池

簡介

鋰二次電池通常包括電極組件,容納該電極組件的容器,及電解液。該電極組件包括極性相反的兩個電極和隔板。該隔板包括含有陶瓷顆粒簇多孔膜。該多孔膜是通過用粘結劑粘結顆粒簇形成的。各顆粒簇是通過燒結或者是通過溶解和重結晶全部或部分陶瓷顆粒而形成的。該陶瓷顆粒包含具有帶隙的陶瓷材料。各顆粒簇可以具有葡萄串或薄層的形狀,並且可以通過層壓鱗片或薄片形狀的陶瓷顆粒形成。

優點

1)電壓高,單體電池的工作電壓高達3.6-3.9V,是Ni-Cd、Ni-H電池的3倍
2)比能量大,目前能達到的實際比能量為100-125Wh/kg和240-300Wh/L(2倍於Ni-Cd,1.5倍於Ni-MH),未來隨著技術發展,比能量可高達150Wh/kg和400Wh/L
3)循環壽命長,一般均可達到500次以上,甚至1000次以上.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)安全性能好,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,縮減了其套用領域:Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環境有污染的元素: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%。
6)可快速充放電,1C充電是容量可以達到標稱容量的80%以上。
7)工作溫度範圍高,工作溫度為-25~45°C,隨著電解質和正極的改進,期望能擴寬到-40~70°C。

缺點

  1)電池成本較高。主要表現在正極材料LiCoO2的價格高(Co的資源較少),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性能和壽命;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。

充電

1、如何為新電池充電,[ 在使用鋰電池中應注意的是,電池放置一段時間後則進入休眠狀態,此時容量低於正常值,使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要經過3—5次正常的充放電循環就可激活電池,恢復正常容量。由於鋰電池本身的特性,決定了它幾乎沒有記憶效應。因此用戶手機中的新鋰電池在激活過程中,是不需要特別的方法和設備的。不僅理論上是如此,從我自己的實踐來看,從一開始就採用標準方法充電這種“自然激活”方式是最好的。
對於鋰電池的“激活”問題,眾多的說法是:充電時間一定要超過12小時,反覆做三次,以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續下來的說法。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區別,而且可以非常明確的告訴大家,我所查閱過的所有嚴肅的正式技術資料都強調過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標準時間和標準方法充電,特別是不要進行超過12個小時的超長充電。
還有鋰電池或充電器在電池充滿後都會自動停充,並不存在鎳電充電器所謂的持續10幾小時的“涓流”充電。也就是說,如果你的鋰電池在充滿後,放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質量的萬無一失,所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。
此外,不可忽視的另外一個方面就是鋰電池同樣也不適合過放電,過放電對鋰電池同樣也很不利。
2、正常使用中應該何時開始充電
經常可以見到這種說法,因為充放電的次數是有限的,所以應該將手機電池的電儘可能用光再充電。但是我找到一個關於鋰離子電池充放電循環的實驗表,關於循環壽命的數據列出如下:
循環壽命(10%DOD):>1000次
循環壽命(100%DOD):>200次
其中DOD是放電深度的英文縮寫。從表中可見,可充電次數和放電深度有關,10%DOD時的循環壽命要比100%DOD的要長很多。當然如果折合到實際充電的相對總容量:10%*1000=100,100%*200=200,後者的完全充放電還是要比較好一些,但前面網友的那個說法要做一些修正:在正常情況下,你應該有保留地按照電池剩餘電量用完再充的原則充電,但假如你的電池在你預計第2天不可能堅持整個白天的時候,就應該及時開始充電,當然你如果願意背著充電器到辦公室又當別論
電池剩餘電量用完再充的原則並不是要你走向極端。和長充電一樣流傳甚廣的一個說法,就是“儘量把電池的電量用完”。這種做法其實只是鎳電池上的做法,目的是避免記憶效應發生,不幸的是它也在鋰電池上流傳之今。曾經有人因為手機電池電量過低的警告出現後,仍然不充電繼續使用一直用到自動關機的例子。結果這個例子中的手機在後來的充電及開機中均無反應,不得不送客服檢修。

注意事項

避免在嚴酷條件下使用,如:高溫、高濕度、夏日陽光下長時間暴曬等,避免將電池投入火中;裝、拆電池時,應確保用電器具處於電源關閉狀態;使用溫度應保持在-20~55℃之間;避免將電池長時間“存放”在停止使用的用電器。

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