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锂离子电池和锂电池的区别有哪些你知道吗?

来源:宝鄂实业    2019-04-19 23:32    点击量:
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料,由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。锂离子电池负极是石墨等插层结构材料,电池中是锂离子在正负极移动,因此比锂电池安全很多。锂离子电池和锂聚合物电池,锂离子电池电解液是液态,聚合物电池的电解质是凝胶或者固态,更安全一些。
 
 
我们如今的锂电池,按照学名,应该叫锂二次电池,有相应的负极材料,和锂一次电池不同,一次电池主要是以锂为另一极,这类电池一般使用液态电解液,现如今主要是基于LiPF6、LiClO4溶于DMC:EC(v:v=1:1)的电解液里,有些也对其进行了改性,但仍为液体电池。
 
聚合物锂电池,从电池内部材料的角度来说,主要是内部电解质是采用聚合物,这里一般是凝胶电解质和固态电解质,如果没记错,韩国人曾经发表过以PEO-离子液体为电解质的凝胶状电池,不知道GalaxyRound或者LGGFlex上有没有用到这样的电池。
 
 
锂聚合物电池盒锂电池在包装上有些许不同,锂电池一般是以钢壳(18650或者扣式的2320),而锂聚合物电池以铝塑包装膜作为包装,即软包电池。
 
当然还有锂电池以全固态电解质LiPON,NASICON、钙钛矿、LiSICON这类有高电导率的陶瓷电解质或者是非晶态物质构成的玻璃电解质,如果要分类,可能应该归类在锂二次电池里,但这已经是概念的拓展了
 
最后锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的,且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。锂电池、锂离子电池和锂聚合物电池在原理上是不同的。
锂电池、锂离子电池和锂聚合物电池有什么区别
 
锂电池特性及充放电管理
 
电池主要由电芯、控制保护电路、外壳引线等组成。主流的电芯由以下企业提供,包括三洋、松下、索尼、比克等。
 
PTC是positive temperature coefficient的缩写。正温度系数电阻,温度越高,阻值越大,可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发生,即过流保护作用。
 
NTC是negative temperature coefficient的缩写。负温度系数电阻,在环境温度升高时,其阻值降低,使用电设备或充电设备及时反应、控制内部中断而停止充放电。
 
锂离子电池的工作原理如图1所示。充电时,锂离子从正极层状物的晶格脱出,通过电解液迁移到层状物负极表面后嵌入到石墨材料晶格中,同时剩余电子从外电路到达负极。放电则相反,锂离子从石墨晶格中脱出,回到正极氧化物的晶格中。由于LixCx非常活跃,可以和水发生反应。故电解质选用可溶于有机溶剂的锂盐。但使得锂电池相比镍铬、镍氢电池的内阻要大很多。
 
在充电的过程中,Li+从正极LiCoO2中脱出,进入电解液,在充电器附加的外电场作用下向负极移动,依次进入石墨或焦炭C组成的负极,在那儿形成LiC化合物。如果充电速度过快,会使得Li+来不及进入负极栅格,在负极附近的电解液中就会聚集Li+,这些靠近碳C负极的Li+很可能从负极俘获一个电子成为金属Li。持续的金属锂生成会在负极附近堆积、长大成树枝状的晶体,俗称枝晶。随着负极的充满程度越高,LiC晶格留下的空格越少,从正极移动过来的Li+找到空格的机会就困难,时间就越长。如果充电速度不变的话,一样可能在负极表面形成局部的Li+堆积。因此,在充电的后半段必须逐步缩小充电电流。枝晶的长大会刺破正负级之间的隔膜,形成短路。可以想象:充电的速度越快越危险;充电终止的电压越高也就越危险;充电的时间越长也越危险。因此,充电控制和管理对锂电池尤为重要。
 
锂离子电池的电压过高或者过低都会影响锂电池的正常使用,甚至发生燃烧、爆炸等造成严重的后果。根据锂电池的特性,一般将锂离子电池电压划分为以下几个区域,不同的电芯制造商虽有区别,但区别不大。高压危险区:保护线路过充保护电压(4.275V~4.35V);高压警戒区:锂离子电池充电限制电压4.20V;正常使用区锂离子电池放电终止电压(2.75V~3.00V);低压警戒区:保护线路过放保护电压(2.3V~2.5V);低压危险区。