锂电池基本原理及电池参数介绍

“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。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。所以，锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。

　　锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

　　锂金属电池：

　　锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

　　锂电池基本原理

　　锂电池基本原理

　　放电反应：Li+MnO2=LiMnO2

　　锂离子电池：

　　锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

　　充电正极上发生的反应为

　　LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)

　　充电负极上发生的反应为

　　6C+XLi++Xe-=LixC6

　　充电电池总反应：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6

　　正极

　　正极材料：可选的正极材料很多，主流产品多采用锂铁磷酸盐。不同的正极材料对照：

　　LiCoO2

　　3.7V

　　140mAh/g

　　Li2Mn2O4

　　4.0V

　　100mAh/g

　　LiFePO4

　　3.3V

　　100mAh/g

　　Li2FePO4F

　　3.6V

　　115mAh/g

　　正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。充电时：LiFePO4→Li1-xFePO4+xLi++xe-放电时：Li1-xFePO4+xLi++xe-→LiFePO4。

　　负极

　　负极材料：多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。

　　负极反应：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。

　　充电时：xLi++xe-+6C→LixC6

　　放电时：LixC6→xLi++xe-+6C

　　锂电池最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低，放电电压平缓等优点，使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算器，数码相机、手表中。

　　为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究，从而制造出前所未有的产品。

　　1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化，使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。

可以采取以下方法尝试给电池修复：

　　1、采用正负脉冲的方式给电池进行去极化充电，再完全放电，如此循环三次，若容量有恢复迹象，可以多循环几次，达到更好的修复效果。

　　2、加水修复，加水必须要加去离子水或纯净水，切勿加自来水，会造成电池自放电大的问题。

　　1、先将电池完全放电，因为放电后电池内部酸液密度基本为1.1g/mL以下;

　　2、将盖片取出，再将安全阀拿掉，注意保存好，不要搞脏了安全阀，以备后用;

　　3、加水，一般12AH的电池一单格加水量为8～10g，20AH的电池一单格加水量在15g左右；

　　4、静置一小时左右，将安全阀与盖片安装好；

　　5、进行充电，充满电后再进行完全放电，如此循环个三次，容量会有所好展。