锂离子电池主要有什么特性

锂是化学周期表上直径最小也最活泼的金属。体积小所以容量密度高，广受消费者与工程师欢迎。可是，化学特性太活泼，则带来了极高的危险性。锂金属暴露在空气中时，会与氧气发生激烈的氧化反响而爆破。为了提高安全性及电压，科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来贮存锂原子。这些材料的分子结构，形成了奈米等级的细小贮存格子，可用来贮存锂原子。这样一来，即使是电池外壳决裂，氧气进入，也会因氧分子太大，进不了这些细小的贮存格，使得锂原子不会与氧气接触而避免爆破。锂离子电池的这种原理，使得人们在取得它高容量密度的一起，也到达安全的目的。

 

 

 

锂离子电池充电时，正极的锂原子会损失电子，氧化为锂离子。锂离子经由电解液游到负极去，进入负极的贮存格，并取得一个电子，还原为锂原子。放电时，整个程序倒过来。为了避免电池的正负极直接碰触而短路，电池内会再加上一种拥有很多细孔的隔阂纸，来避免短路。好的隔阂纸还能够在电池温度过高时，自动封闭细孔，让锂离子无法穿越，以自废武功，避免危险发作。

 

维护措施

 

锂电池电芯过充到电压高于4.2V后，会开端发生副作用。过充电压愈高，危险性也跟着愈高。锂电芯电压高于4.2V后，正极材料内剩余的锂原子数量不到一半，此刻贮存格常会垮掉，让电池容量发生永久性的下降。假如继续充电，因为负极的贮存格现已装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极材料外表。这些锂原子会由负极外表往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔阂纸，使正负极短路。有时在短路发作前电池就先爆破，这是因为在过充进程，电解液等材料会裂解发生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨决裂，让氧气进去与堆积在负极外表的锂原子反响，从而爆破。因而，锂电池充电时，一定要设定电压上限，才能够一起兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最抱负的充电电压上限为4.2V。

 

锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时，部分材料会开端被破坏。又因为电池会自放电，放愈久电压会愈低，因而，放电时最好不要放到2.4V才停止。锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间，所释放的能量只占电池容量的3%左右。因而，3.0V是一个抱负的放电截止电压。

 

充放电时，除了电压的约束，电流的约束也有其必要。电流过大时，锂离子来不及进入贮存格，会聚集于材料外表。这些锂离子取得电子后，会在材料外表发生锂原子结晶，这与过充一样，会形成危险性。如果电池外壳决裂，就会爆破。