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电池专题

金属锂电池和锂离子电池有什么区别?

来源:宝鄂    2019-01-14 16:50    点击量:

摘要:金属锂电池和锂离子电池都是都是锂电池的一种,那么金属锂电池和锂离子电池有什么区别?下文将为你详细讲述它们两者之间的区别。

  锂离子电池介绍

  锂离子电池:是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。

  (1)正极——活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料,电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂(俗称三元)或者三元+少量锰酸锂,纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。

  (2)隔膜——一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过。

  (3)负极——活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳,导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

  (4)有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液。

  (5)电池外壳——分为钢壳(方型很少使用)、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使用)、铝塑膜(软包装)等,还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端。

金属锂电池和锂离子电池有什么区别?

  锂离子电池工作原理

  锂离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,而负极用插入或脱插表示)。在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”。

  当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。

  一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大,充电越快,同时电池发热也越大。而且,过大的电流充电,容量不够满,因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样,倒太快的话会产生泡沫,反而不满。

金属锂电池和锂离子电池有什么区别?

  锂离子电池优点

  1)电压高

  单体电池的工作电压高达3.7-3.8V(磷酸铁锂的是3.2V),是Ni-Cd、Ni-MH电池的3倍。

  2)比能量大

  能达到的实际比能量为555Wh/kg左右,即材料能达到150mAh/g以上的比容量(3--4倍于Ni-Cd,2--3倍于Ni-MH),已接近于其理论值的约88%。

  3)循环寿命长

  一般均可达到500次以上,甚至1000次以上,磷酸铁锂的可以达到2000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2%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni-MH的30-35%。

  6) 快速充电

  1C充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上,磷铁电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。

  7) 工作温度

  工作温度为-25~45°C,随着电解液和正极的改进,期望能扩宽到-40~70°C。

金属锂电池和锂离子电池有什么区别?

 

  锂离子电池缺点

  衰老

  与其它充电电池不同,锂离子电池的容量会缓慢衰退,与使用次数有关,也与温度有关。这种衰退的现象可以用容量减小表示,也可以用内阻升高表示。

  回收率

  大约有1%的出厂新品因种种原因需要回收。

  不耐受过充

  过充电时,过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中,无法再释放,可导致电池寿命短。

  不耐受过放

  过放电时,电极脱嵌过多锂离子,可导致晶格坍塌,从而缩短寿命。

金属锂电池和锂离子电池有什么区别?

  金属锂电池

  锂电池是用金属锂作为电极的一种储能电池,比能量极高,早期分为一次性电池和可充电锂电池,但在可充电锂电池发生事故以后,民用市场上已经很少见得到可充电锂电池。锂离子充电电池实际上是利用锂离子的浓度差进行储能和放电,电池中不存在金属锂。

  金属锂电池跟普通干电池的原理一样,它是用金属锂作为电极,通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的,用完就废了,不能充电。

  金属锂电池和锂离子电池区别

  最主要的区别是金属锂电池是一次性电池,锂离子电池是可充电循环电池!金属锂电池跟普通干电池的原理一样,它是用金属锂作为电极,通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的,用完就废了,不能充电;锂离子电池一般用钴酸锂做正极,碳做负极,中间填充电解液以形成离子游离的通道,用隔膜来分离正负极防止短路。当充电时由于电场作用锂离子从钴酸锂中游出,游离在电液中穿过隔膜中的孔隙,到达负极与碳反应生成碳化锂;放电过程与此相反,锂离子又回到正极,这就是锂离子电池的充放电过程。