锂离子电池通常分两大类:
1、锂金属电池:锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
2、锂离子电池:锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
虽然锂金属电池的能量密度高,理论上能达到3860瓦/公斤。但是由于其性质不够稳定而且不能充电,所以无法作为反复使用的动力锂电池。
而锂离子电池由于具有反复充电的能力,被作为重要的动力锂电池发展。但因为其配合不同的元素,组成的正极材料在各方面性能差异很大,导致业内对正极材料路线的纷争加大。
锂离子电池的工作原理
锂离子电池重要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。
正极材料重要是锂的活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料(俗称三元),磷酸铁锂等活性锂合物质。
负极材料重要是负极采用锂-碳层间化合物LiXC6,基本是性能和化学稳定性比较好的碳材料,石墨、碳纤维、玻璃碳等等,在负极材料方面石墨烯由于其优异的充放电性能,越来越多的受到各个锂离子电池厂家以及投资机构的关注。
电解液通常是溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液,目前国内最大生产电解液的厂家是以多氟多(002407)为代表的一类厂家。
目前比较热的锂离子电池的能量密度约在100~150Wh/kg左右,显然比铅酸电池高出很多。由于电解液使用的是有机溶剂,导电率非常弱。使得锂离子电池的自放电性很小。在充电的时候允许大电流充电。所以一般锂离子电池的充电能够达到1C。