详解锂离子电池优点及应用状况

来源：宝鄂实业 2019-04-22 09:40 点击量：次

相对于其他类型电池，锂离子电池具有以下显著的优点。

①工作电压高。钴酸锂锂离子电池的工作电压为3.6V，锰酸锂锂离子电池的工作电压为3.7V，磷酸铁锂锂离子电池的工作电压为3.2V，而镍氢、镍镉电池的工作电压仅为1.2V。

②能量密度高。锂离子电池正极材料的理论能量密度可达200W·h/kg以上，实际应用中由于不可逆容量损失，能量密度通常低于这个数值，但也可达140W·h/kg，该数值仍为镍镉电池的3倍，镍氢电池的1.5倍。

③循环寿命长。目前，锂离子电池在深度放电情况下，循环次数可达1000次以上；在低放电深度条件下，循环次数可达上万次，其性能远远优于其他同类电池。

④自放电小。锂离子电池月自放电率仅为总电容量的5%～9%，大大缓解了传统的二次电池放置时由自放电所引起的电能损失问题。

⑤无记忆效应。

⑥环保性高。相对于传统的铅酸电池、镍镉电池甚至镍氢电池废弃可能造成的环境污染问题，锂离子电池中不包含汞、铅、镉等有害元素，是真正意义上的绿色电池。六、锂离子电池的应用状况随着移动电子设备的迅速发展和能源需求的不断增大，人们对锂离子电池的需求也越来越大。锂离子电池的高容量、适中的电压、广泛的来源以及其循环寿命长、成本低、性能好、对环境无污染等特点，决定了它不仅可以应用于移动通信工具，还可能成为现在正迅速发展的电动汽车的动力电源。锂离子电池的使用类别见表3-5。

表3-5　

锂离子电池的使用类别

（1）在便携式电器方面的应用目前移动电话、笔记本电脑、微型摄像机等需要便携式电源的用电器已经成为人们生活中不可缺少的一部分，在其电源方面，无一例外地选择锂离子电池作为市场的主流。据统计，全球手机产量每年近21亿部，全球每年生产笔记本电脑约1.5亿台，形成了庞大的锂离子电池应用市场。在此领域，钴酸锂、锰酸锂锂离子电池占有主导地位。

（2）在交通行业的应用随着社会文明的进步，人们环保意识提高并对环境要求日益高涨，环保的交通工具已经进入人们的视野。目前，我国以电动自行车为主的电动轻型车呈现出蓬勃发展的趋势，锂离子电池已开始在部分高端车型应用，在电动汽车开发方面，锂离子电池已经成为主流。在国内，众多汽车研制和生产企业开发的电动汽车半数以上车型采用了锂离子电池，并有逐步扩大的趋势。国际上，已经宣布进入市场销售的纯电动汽车和插电式混合动力汽车，如日产公司的Leaf、三菱公司的i-MiEV以及通用公司的Volt均采用了锂离子电池系统。

（3）在军事装备及航空航天事业中的应用在军事装备中，锂离子电池主要用作动力启动电源、无线通信电台电源、微型无人驾驶侦察飞机动力电源

等，此外，诸如激光瞄准器、夜视器、飞行员救生电台电源等现在也普遍采用锂离子电池。在航天领域，锂离子电池已经用于地球同步轨道卫星和低轨道通信卫星，作为发射和飞行中校正、地面操作的动力。

（4）其他锂离子电池自身的结构特点和特殊的工作原理，决定了其原材料丰富、环保、比容量高、循环性能和安全性能好等特点，在医疗行业（例如，助听器、心脏起搏器等）、石化行业（例如，采油动力负荷调整）、电力行业（例如，储能电源）等均具有广阔的应用前景。其在追求能源绿色化的今天，具有更加重要的意义。1）电压高，单体电池的工作电压高达 3.6-3.9V，是 Ni-Cd、 Ni-H 电池的 3 倍2）比能量大，目前能达到的实际比能量为 100-125Wh/kg 和

240-300Wh/L（2 倍于 Ni-Cd，1.5 倍于 Ni-MH）,未来随着技术发展,比能量可高达 150Wh/kg 和 400 Wh/L

3）循环寿命长,一般均可达到 500 次以上,甚至 1000 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

10%左右，大大低于 Ni-Cd 的 25-30%，Ni、MH 的 30-35%。

6) 可快速充放电，1C 充电是容量可以达到标称容量的 80%以上。

7) 工作温度范围高，工作温度为-25~45°C，随着电解质和正极的改进，期望能扩宽到-40~70°C。

锂离子电池也存在着一定的缺点

1）电池成本较高。主要表现在正极材料 LiCoO2 的价格高

（Co 的资源较少），电解质体系提纯困难。

2）不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因，电池内阻相对

其他类电池大。故要求较小的放电电流密度，一般放电电流在 0.5C 以下，只适合于中小电流的电器使用。