锂离子电池常识介绍
来源：宝鄂实业
2019-12-24 12:15
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锂是一种金属元素，其化学符号为Li(其英文名为lithium)，是一种银白色、十分柔软、化学功能活泼的金属，在金属中是最轻的。它除了运用于原子能工业外，可制造特种合金、特种玻璃(电视机上用的荧光屏玻璃)及锂电池。在锂电池中它用作电池的阳极。
锂电池也分红两大类：不行充电的及可充电的两类。不行充电的电池称为一次性电池，它只能将化学能一次性地转化为电能，不能将电能复原回化学能(或许复原功能极差)。而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。它能将电能转变成化学能贮存起来，在运用时，再将化学能转换成电能，它是可逆的，如电能化学能锂电池的首要特点。
灵活型便携式电子产品要求尺度孝分量轻，但电池的尺度及分量与其它电子元器件比较往往是最大的及最重的。例如，想当年的“大哥大”是相当“粗大、粗笨”，而今天的手机是如此的轻盈。其间电池的改善是起了重要作用的：过去是镍镉电池，现在是锂离子电池。
锂电池的最大特点是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是单位分量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表明。Wh是能量的单位，W是瓦、h是小时；kg是千克(分量单位)，L是升(体积单位)。这儿举一个例来说明：5号镍镉电池的额外电压为12V，其容量为800mAh，则其能量为096Wh(12V×08Ah)。同样尺度的5号锂－二氧化锰电池的额外电压为3V，其容量为1200mAh，则其能量为36Wh。这两种电池的体积是相同的，则锂－二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的375倍!
一节5号镍镉电池约重23g，而一节5号锂－二氧化锰电池约重18g。一节锂－二氧化锰电池为3V，而两节镍镉电池才24V。所以采用锂电池时电池数量少(使便携式电子产品体积减孝分量减轻)，而且电池的作业寿命长。
别的，锂电池具有放电电压稳定、作业温度规模宽、自放电率低、贮存寿命长、无记忆效应及无公害等长处。
锂电池的缺点是价格贵重，所以现在尚不能遍及运用，首要运用于掌上计算机、PDA、通信设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器等。跟着技能的开展、工艺的改善及出产量的增加，锂电池的价格将会不断地下降，运用上也会更遍及。
不行充电的锂电池
不行充电的锂电池有多种，现在常用的有锂－二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。本文仅介绍前两种最常用的。
1、锂－二氧化锰电池(LiMnO2)
锂－二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极，并采用有机电解液的一次性电池。该电池的首要特点是电池电压高，额外电压为3V(是一般碱性电池的2倍)；停止放电电压为2V；比能量大(见上面举的比如)；放电电压稳定可靠；有较好的贮存功能(贮存时刻3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2％)；作业温度规模－20℃～＋60℃。
该电池能够做成不同的外形以满足不同要求，它有长方形、圆柱形及扣子形(扣式)。圆柱形的也有不同的直径及高度尺度。这儿列举我们较了解的1＃(尺度代码D)、2＃(尺度代码C)及5＃(尺度代码AA)电池的首要参数。
CR表明为圆柱形锂－二氧化锰电池；五位数字中，前两位表明电池的直径,后三位表明带一位小数的高度。例如，CR14505，其直径为14mm，高度为505mm(这品种型是通用的)。
这儿要指出的是不同工厂出产的同类型的电池其参数可能有些不同。别的，规范放电电流值是较小的，实际放电电流能够大于规范放电电流，而且连续放电及脉冲放电的答应放电电流也不同，由电池厂供给有关数据。例如，力兴电源公司出产的CR14505给出最大连续放电电流为1000mA，最大脉冲放电电流可达2500mA。
照相机顶用的锂电池多半是锂－二氧化锰电池。这儿将照相机中常用的锂－二氧化锰电池列入表2，供参阅。
扣子式(扣式)电池尺度较小，其直径为125～245mm，高度为16～50mm。几种较常用的扣式电池如表3所示。
CR为圆柱形锂－二氧化锰电池，后四位数字中前两位为电池的直径尺度，后两位为带小数点的高度尺度。例如，CR1220的直径为125mm(不包含小数点后的数)，其高度为20mm。这品种型表明方法是国际通用的。
这种扣式电池常用于时钟、计算器、电子记事本、照相机、助听器、电子游戏机、IC卡、备用电源等。
2、锂－亚硫酰氯电池(LiSOCl2)
锂－亚硫酰氯电池是比能量最高的一种，现在可到达500Wh/kg或1000Wh/L的水平。它的额外电压是36V，以中等电流放电时具有极其平坦的34V放电特性(可在90％容量规模内平坦地放电，保持不大的改变)。电池能够在－40℃～＋85℃规模内作业，但在－40℃时的容量约为常温容量的50％。自放电率低(年自放电率≤1％)、贮存寿命长达10年以上。
以1＃(尺度代码D)镍镉电池与1＃锂－亚硫酰氯电池的比能量作一个比较：1＃镍镉电池的额外电压为12V，容量为5000mAh；1＃锂－亚硫酰氯的额外电压为36V，容量为10000mAh，则后者的比能量比前者大6倍!
运用注意事项
上述两种锂电池是一次性电池，不行充电(充电时有风险!)；电池正负极之间不行短路；不行以过大电流放电(超越最大放电电流放电)；电池运用至停止放电电压时，应从电子产品中及时取出；用完的电池不行挤压、燃烧及拆卸；不行超越规定温度规模运用。
因为锂电池的电压高于一般电池或镍镉电池，运用时不要搞错以免损坏电路。通过了解类型中的CR、ER就能够知道它的品种及额外电压。在购买新电池时，必定要按本来的类型来买，否则会影响电子产品功能。
可充电的锂电池
可充电的锂电池有多种，如锂-钒氧化物电池，锂离子电池及国外新开发的锂-聚合物电池等。这儿仅介绍前两种，要点介绍锂离子电池。
可充电锂离子电池是现在手机中运用最广泛的电池，但它较为“娇气”，在运用中不行过充、过放(会损坏电池或使之作废)。因此，在电池上有维护元器件或维护电路以避免贵重的电池损坏。
锂离子电池充电要求很高，要确保停止电压精度在1%之内，现在各大半导体器件厂已开宣布多种锂离子电池充电的IC，以确保安全、可靠、快速地充电。
现在手机已十分遍及，手机中一部分是镍氢电池，但灵活型的手机则是锂离子电池。正确地运用锂离子电池对延长电池寿命是十分重要的。
1. 锂-钒氧化物电池(Li-V6O13)
锂-钒氧化物电池以锂为阳极、钒氧化物为阴极、无机盐的有机溶剂为电解质组成。它的特点是能够充电。以2号电池为例，将锂-钒氧化物电池与锂-二氧化锰电池及锂-亚硫酰氯电池比较较如表5所示。
由表5可知，因为锂-钒氧化物电池的额外电压仅为2.8V，而且额外容量也小，故与其它两种锂电池比较，其比能量是最小的。该类圆柱形电池的首要参数如表6所示。从表6可看出，其充电次数(循环寿命)也不长，所以这种可充电电池不久就由锂离子电池代替了。
2. 锂离子电池(Li-Ion)
锂离子电池是现在运用最为广泛的锂电池，它根据不同的电子产品的要求能够做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式，而且有由几个电池串联在一起组成的电池组。
锂离子电池的额外电压为3.6V(有的产品为3.7V)。充满电时的停止充电电压与电池阳极资料有关：阳极资料为石墨的4.2V；阳极资料为焦炭的4.1V。不同阳极资料的内阻也不同，焦炭阳极的内阻略大，其放电曲线也略有不同，如图1所示。一般称为4.1V锂离子电池及4.2V锂离子电池。锂离子电池的停止放电电压为2.5V～2.75V(电池厂给出作业电压规模或给出停止放电电压，各参数略有不同)。低于停止放电电压持续放电称为过放，过放对电池会有危害。
锂离子电池不适合用作大电流放电，过大电流放电时会下降放电时刻(内部会发生较高的温度而损耗能量)。因此电池出产工厂给出最大放电电流，在运用中应小于最大放电电流。
锂离子电池对温度有必定要求，工厂给出了充电温度规模、放电温度规模及保存温度规模。
锂离子电池对充电的要求是很高的，它要求精密的充电电路以确保充电的安全。停止充电电压精度允差为额外值的±1%(例如，充4.2V的锂离子电池，其允差为±0.042V)，过压充电会形成锂离子电池永久性损坏。锂离子电池充电电流应根据电池出产厂的建议，并要求有限流电路以免发生过流(过热)。一般常用的充电率为0.25C～1C（C是电池的容量，如C=800mAh，1C充电率即充电电流为800mA）。在大电流充电时往往要检测电池温度，以避免过热损坏电池或发生爆炸。
