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锂离子电池的主要优点是什么?

来源:宝鄂实业    2019-08-18 10:25    点击量:
锂离子电池的主要优点
(1)工作电压高:通常单体锂离子电池的电压为 3.6V,一节锂离子电池相当于三节镍镉或镍氢电池的串联。
(2)体积小、重量轻、能量密度高:考虑寿命因素后,锂离子电池总的能量密度是镍镉电池的 3 倍,镍氢电池的 1.5 倍,与同容量镍氢电池相比,体积可减小 30% ,重量可降低 50%,有利于便携式电子设备小型轻量化。
(3)寿命长且无记忆效应:锂离子电池采用碳阳极,在充放电过程中,碳阳极不会生成锂枝状晶,从而可以避免电池因内部锂枝晶短路而损坏。国外锂离子电池的寿命可达 1200 次以上,远远高于其它各类电池。锂离子电池没有记忆效应,可随时补充,电池效能能充分发挥,而镍镉、镍氢电池经常会有使用了一半而不得不放电再充电的现象,其实际使用次数大打折扣。
(4)安全快速充电:锂离子电池与金属锂电池不同,它的阳极用特殊的碳电极代替金属锂电极,因此允许快速充电。
(5)允许工作温度范围宽:锂离子电池具有优良的高低温放电性能,可在-20℃~+60℃之间工作。高温放电性能优于其它各类电池。
(6)自放电小:每月仅为 2%。
(7)无污染:不含重金属和有毒物质,是真正的绿色能源。
(8)成本可望最低:不含任何稀有贵金属,主要原材料都很便宜。
锂离子电池的主要缺点
(1)内部阻抗高。因为锂离子电池的电解液为有机溶液,其电导率比镍镉电池、镍氢电池的水深溶电解液的电导率小得多,所以,锂离子电池的内部阻抗比镍镉电池或镍氢电池约大 10 倍。
(2)工作电压变化较大。电池放电到额定容量的 80%时,镍镉电池的电压变化很小(约 20%),而锂离子电池的电压变化很大(约 40%)。对电池供电的设备来说,这是严重的缺点。但是,也正是由于锂离子电池放电电压变化较大,很容易据此检测电池的剩余电量。
(3)放电速率较大时,容量下降也较大。放电速率为 0.5C 时,锂离子电池和镍镉电池容量的减少量相当,但高放电速率(>1C)时,锂离子电池的容量则严重减少。 因此,锂离子电池无法大电流放电,最大放电速率为 1C。放电速率超过 1C 时,电池的容量和寿命将减少。1) 电压高,单体电池的工作电压高达 3.6-3.9V,是 Ni-Cd、 Ni-H 电池的 3 倍2) 比能量大,目前能达到的实际比能量为 100-125Wh/kg 和
 
240-300Wh/L(2 倍于 Ni-Cd,1.5 倍于 Ni-MH),未来随着技术发展,比能量可高达 150Wh/kg 和 400 Wh/L
 
3) 循环寿命长,一般均可达到 500 次以上,甚至 1000 次以上.对于小电流放电的电器,电池的使用期限 将倍增电器的竞争力.
 
4) 安全性能好,无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。
 
5) 自放电小,室温下充满电的 Li-ion 储存 1 个月后的自放电率为
 
10%左右,大大低于 Ni-Cd 的 25-30%,Ni、MH 的 30-35%。
 
6) 可快速充放电,1C 充电是容量可以达到标称容量的 80%以上。
 
7) 工作温度范围高,工作温度为-25~45°C,随着电解质和正极的改进,期望能扩宽到-40~70°C。2、具有高储存能量密度:相对其他电池而言锂电池能量密度很高,目前已达到460-600Wh/kg,约为铅酸电池的6~7倍。这就意味着在相同电荷容量下,锂电池重量更轻。据计算相同体积下重量约为铅酸产品的1/5~1/6。
 
3、使用寿命相对较长:锂电池的使用寿命可达到6年以上。以磷酸亚铁锂为正极的锂电池为例,在1C充放电倍率下,循环周期的*纪录可达1000次。