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电池专题

锂离子电池为什么具有优良的高低温放电性能,锂离子电池里什么材料具有优良的高低能温放电性能呢、

来源:宝鄂实业    2019-05-29 15:21    点击量:
锂电池的优点表现在容量大、工作电压高。容量为同等镉镍蓄电池的两倍,更能适应长时间的通讯联络;而通常的单体锂离子电池的电压为3.6V,是镍镉和镍氢电池的3倍。
荷电保持能力强,允许工作温度范围宽。在(20±5)度下,以开路形式贮存30天后,电池的常温放电容量大于额定容量的85%。锂离子电池具有优良的高低温放电性能,可以在-20~+55度工作,高温放电性能优于其他各类电池。循环使用寿命长。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    锂离子电池采用碳阳极,在充放电过程中,碳阳极不会生成枝晶锂,从而可以避免电池因为内部枝晶锂短路而损坏。在连续充放电1200次后,电池的容量依然不低于额定值的60%,远远高于其他各类电池,具有长期使用的经济性。安全性高、可安全快速充放电。                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                与金属锂电池相比较,锂离子电池具有抗短路,抗过充、过放,抗冲击(10kg重物自1m高自由落体),防振动、枪击、针刺(穿透),不起火,不爆炸等特点;由于其阳极采用特殊的碳电极代替金属锂电极,因此允许快速充放电,可在1C充电速率的条件下进行充放电,所以安全性能大大提高。
无环境污染。电池中不含有镉、铅、汞这类有害物质,是一种洁净的“绿色”化学能源。
无记忆效应。可随时反复充、放电使用。尤其在战时和紧急情况下更显示出其优异的使用性能。
体积小、重量轻、比能量高。通常锂离子电池的比能量可达镍镉电池的2倍以上,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。以钴酸锂为正极的锂离子电池为例,解析锂电池的工作原理。充电时,锂离子从LiCoO2晶胞中脱出,其中的离子CO3+氧化为CO4+;放电时,锂离子则嵌入LiCoO2晶胞中,其中的Co4+变成CO3+。由于锂在元素周期表中是电极电势最负的单质,所以电池的工作电压可以高达3.6V,是Ni-Cd和Ni-MH电池的三倍。如LiCOO2为正极的锂离子电池的理论容量高达274mAh/g,实际容量为140mAh/g。

锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物和锂离子浓度有关。用作锂离子电池的正极材料是过渡金属的离子复合氧化物,如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等,作为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物,如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物,包括SnO、SnOz、锡的复合氧化物等。