锂离子电池有哪些优势?

2018-07-04      1747 次浏览

锂离子电池主要优点:


1、能量比比较高。具有高储存能量密度,目前已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;


2、使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池用1CDOD充放,有可以使用10,000次的记录;


3、额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组;


4、具备高功率承受力,其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速;


5、自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,目前一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;


6、重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-6;


7、高低温适应性强,可以在-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、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。


9、生产基本不消耗水,对缺水的我国来说,十分有利。


锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。习惯上,锂离子进入正极材料的过程叫嵌入,离开的过程叫脱嵌;锂离子进入负极材料的过程叫插入,离开的过程叫脱插。锂离子电池容易与下面两种电池概念混淆:


锂电池:虽然常常被用作为锂离子电池的简称。但严格意义的锂电池是锂原电池,存在锂单质。


锂离子聚合物电池:一种用聚合物取代液态有机溶剂的锂离子电池,其安全性较好。


优点


高能量密度:因电极材料不同而不同,按质量计算,可达150~200Wh/kg(540~720kJ/kg);按体积计算,可达250~530Wh/L(0.9~1.9kJ/cm3)。


开路电压高:因电极材料不同而不同,可达3.3~4.2V。


输出功率大:因电极材料不同而不同,可达300~1500W/kg(@20秒)。


无记忆效应:磷酸铁锂锂离子电池无记忆效应,电池在未放空电的情况下可随时充放电,使用维护简便。


低自放电:


工作温度范围宽:可在-20℃~60℃之间正常工作。


充、放电速度快


因此,锂离子电池广泛应用于消费电子产品、特种产品、特种产品等。


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,与使用次数无关,而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高,所以,在工作电流高的电子产品更容易体现。用钛酸锂取代石墨,似乎可以延长寿命。储存温度与容量永久损失速度的关系如下:


充电电量储存温度0℃储存温度25℃储存温度40℃储存温度60℃


40%~60%2%/年4%/年15%/年25%/年


100%6%/年20%/年35%/年80%/6月


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,可导致电池寿命缩短。


不耐受过放:过放电时(电压小于3.0V时放电),电极脱嵌过多锂离子,可导致晶格坍塌,从而缩短寿命。


需要多重保护机制:由于错误使用会减少寿命,甚至可能导致爆炸,所以,锂离子电池设计时增加了多种保护机制。


保护电路:防止过充、过放、过载、过热。


排气孔:避免电池内部压强过大。


隔膜:有较高的抗穿刺强度,防止内部短路;在电池内部温度过高时还能融化,阻止锂离子通过,阻滞电池反应,升高内阻(至2kΩ)。


排气孔、隔膜一旦激活,将使电池永久失效。


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