介绍锂离子电池的优点和缺点
来源:宝鄂实业
2019-07-11 19:27
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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。2、具有高储存能量密度:相对其他电池而言锂电池能量密度很高,目前已达到460-600Wh/kg,约为铅酸电池的6~7倍。这就意味着在相同电荷容量下,锂电池重量更轻。据计算相同体积下重量约为铅酸产品的1/5~1/6。
3、使用寿命相对较长:锂电池的使用寿命可达到6年以上。以磷酸亚铁锂为正极的锂电池为例,在1C充放电倍率下,循环周期的*纪录可达1000次。
4、具备高功率承受力:电动车锂电池用的磷酸亚铁锂离子电池*充放电倍率可以达到15C-30C,这非常适合动力汽车高强度的启动和加速。
5、自放电率很低。自放电率是锂离子电池*突出的优越性之一,室温下满电存储一个月的自放电率约10%左右,而同等条件下镍镉为25~30%、镍氢为30~35%。
6、无记忆效应:这意味着锂离子电池可以随时充放电,而不必像镍氢、镍锡电池一样,必须要等到电量耗尽。
7、高低温适应性强:锂电池可在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用。
8、绿色环保:不论生产、使用和报废都不含有也不产生铅、汞、镉等有毒重金属物质。
9、锂离子电池的主要原材料锂、锰、铁、钒等在我国都是富产资源;生产基本不消耗水,对水之源稀缺的国家十分有利。
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。
3) 需要保护线路控制。
A、 过充保护:电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命;同时过充电使电解液分解,内部压力过高而导致漏液等问题;故必须在 4.1V-4.2V 的恒压下充电;
B、 过放保护:过放会导致活性物质的恢复困难,故也需要有保护线路控制。
4)充电电池定义
充电电池又称:蓄电池、二次电池,是可以反复充电使用的电池。常见的有:铅酸电池(用于汽车时,俗称“电瓶”)、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池。1、锂电池电压平台高:单体电池的平均电压为3.7V或3.2V,约等于3只镍镉电池或镍氢电池的串联电压,便于组成电池组。
锂离子电池的缺点
1、错误使用存在安全隐患:由于锂离子电池组成物质非常活跃,若使用错误将会出现电解液分解、燃烧甚至爆炸的重大事故。
2、不同放电倍率对电池的可用容量影响较大。
3、过充电和过放电均会对电池造成不可恢复的损害:针对以上的缺点,一般大容量的锂电池组均采用了保护装置来监视电池的使用过程。
4、低温下电池性能明显恶化,放电平台下降、输出功率减小、可用电量衰减等。