一、锂电池的界说
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极质料、利用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于巨大的发明家爱迪生,利用以下反响:
Li+MnO2=LiMnO2,该反响为氧化还原反响,放电。
由于锂金属的化学特性非常生动,使得锂金属的加工、生存、利用,对情况要求非常高。以是,锂电池恒久没有得到应用。但如今锂电池已经成为了主流。
二、锂电池的分类
锂电池也分成两大类:不行充电的及可充电的两类。不行充电的电池称为一次性电池,它只能将化学能一次性地转化为电能,不克不及将电能还原回化学能(大概还原性能极差)。而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。它能将电能变化成化学能储存起来,在利用时,再将化学能转换成电能,它是可逆的。
1、不行充电的锂电池
不行充电的锂电池有多种,现在常用的有锂-二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和别的化合物电池。
(1)锂-二氧化锰电池
锂-二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极,并接纳有机电解液的一次性电池。该电池的重要特点是电池电压高,额定电压为3(v是一样通常碱性电池的2倍);停止放电电压为2v;比能量大(见上面举的例子);放电电压稳固可靠;有较好的储存性能(储存时间3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2%);事情温度范畴-20℃~+60℃。该电池可以做成差别的形状以满意差别要求,它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。圆柱形的也有差别的直径及高度尺寸。
(2)锂-亚硫酰氯电池
锂-亚硫酰氯电池是比能量最高的一种,现在可到达500wh/kg或1000wh/l的程度。它的额定电压是3.6v,以中等电放逐电时具有极其平展的3.4v放电特性(可在90%容量范畴内平展地放电,连结不大的变化)。电池可以在-40℃~+85℃范畴内事情,但在-40℃时的容量约为常温容量的50%。自放电率低(年自放电率≤1%)、储存寿命长达10年以上。
2、可充电的锂电池
可充电的锂电池有多种,如锂-钒氧化物电池,锂离子电池及外洋新开辟的锂-聚合物电池等。可充电锂离子电池是现在手机中应用最广泛的电池,但它较为“娇气”,在利用中不行过充、过放(会破坏电池或使之报废)。因此,在电池上有掩护元器件或掩护电路以防备昂贵的电池破坏。
锂离子电池充电要求很高,要包管停止电压精度在1%之内,现在各泰半导体器件厂已开辟出多种锂离子电池充电的ic,以包管宁静、可靠、快速地充电。
(1)锂-钒氧化物电池
锂-钒氧化物电池以锂为阳极、钒氧化物为阴极、无机盐的有机溶剂为电解质构成。它的特点是可以充电。以2号电池为例,将锂-钒氧化物电池与锂-二氧化锰电池及锂-亚硫酰氯电池相比力。由于锂-钒氧化物电池的额定电压仅为2.8v,并且额定容量也小,故与别的两种锂电池相比,其比能量是最小的。别的,其充电次数(循环寿命)也不长,以是这种可充电电池不久就由锂离子电池替换了。
(2)锂离子电池
锂离子电池是现在应用最为广泛的锂电池,它凭据差别的电子产物的要求可以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式,并且有由几个电池串联在一起构成的电池组。锂离子电池的额定电压为3.6v(有的产物为3.7v)。满盈电时的停止充电电压与电池阳极质料有关:阳极质料为石墨的4.2v;阳极质料为焦炭的4.1v。差别阳极质料的内阻也差别,焦炭阳极的内阻略大,其放电曲线也略有差异。锂离子电池的停止放电电压为2.5v-2.75v(电池厂给失事情电压范畴或给出停止放电电压,各参数略有差别)。低于停止放电电压继承放电称为过放,过放对电池会有侵害。
三、锂电池的重要特点
机灵型便携式电子产物要求尺寸小、重量轻,但电池的尺寸及重量与别的电子元器件相比每每是最大的及最重的。比方,想当年的“年老大”是相称“粗大、笨重”,而本日的手机是云云的轻盈。此中电池的革新是起了重要作用的:已往是镍镉电池,如今是锂离子电池。
锂电池的最大特点是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是单元重量或单元体积的能量。比能量用wh/kg或wh/l来表现。wh是能量的单元,w是瓦、h是小时;kg是千克(重量单元),l是升(体积单元)。这里举一个例来阐明:5号镍镉电池的额定电压为1.2v,其容量为800mah,则其能量为0.96wh(1.2v?0.8ah)。同样尺寸的5号锂-二氧化锰电池的额定电压为3v,其容量为1200mah,则其能量为3.6wh。这两种电池的体积是雷同的,则锂-二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的3.75倍!
别的,锂电池具有放电电压稳固、事情温度范畴宽、自放电率低、储存寿命长、无影象效应及无公害等长处。
锂电池的缺点是代价昂贵,重要应用于掌上盘算机、pda、通讯设置装备部署、照相机、卫星、特种、特种、仪器等。随着技能的生长、工艺的革新及生产量的增长,锂电池的代价将会不停地降落,应用上也会更广泛。
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