1.锂离子电池的发展现状
自1990年成功开发以来,液体锂离子电池具有高比能量、无污染和高安全性等独特优势。与燃料电池和太阳能电池一起,它们被称为21世纪理想的绿色能源。
除了具有液态锂离子电池的所有优点外,由于使用了不流动的电解质,聚合物锂离子电池可以制成任何形状和尺寸的超薄电池。它们更适合用作微型电器的电源,并且具有安全性能。也更好。自1999年聚合物锂离子电池工业化以来,它们的应用越来越广泛,并逐渐取代液体锂离子电池。
锂离子电池被广泛使用。仅就手机使用的电池而言,超过80%是锂离子电池。未来,大容量、高效率的锂离子电池必将成为电动汽车和电动自行车的理想电源。
2.锂离子电池的优势
(1) 大于能量。锂离子电池的比能量高达460W·h/kg~600Wh/kg。因此,锂离子电池的容量是相同规格锂锰电池的10倍。
与镍镉电池和镍氢电池相比,当容量相同时,质量仅为其一半;容量为镍镉电池的20%-30%,镍氢电池的35%-50%。因此,人们常说锂离子电池具有体积小、质量小、容量大的优点。
(2) 平均输出电压高。单个电池的额定电压较高,为3.6V或3.7V,是镍镉和镍氢电池额定电压的3倍,这提高了锂离子电池的工作效率。
(3) 自放电率极低。锂离子电池搁置时的年自放电量不到10%,因此通常具有5至10年的长存储时间。锂离子电池的自放电率可以通过其电阻值来判断:
电阻值越低,自放电率越低。这是因为锂离子电池的电阻值与其充电容量没有直接关系。
(4) 无充放电记忆效应。锂离子电池充电前不需要放电,可以随时充电和放电,不会影响电池的使用寿命。
(5) 使用寿命长。在正常情况下,锂离子电池的充放电循环次数超过500次,实际上可以达到1200多次。充电效率高达100%。
(6) 允许高电流操作。锂离子电池允许在短时间内进行高电流放电。还可以使用大电流快速充电,将充电时间缩短至1.5h-2.5h。
(7) 它不含镉、铅、汞等重金属元素,因此不污染环境,是当代最先进的绿色电池。
(8) 允许的工作温度范围非常宽,从-20°C到60°C。它在冬天仍然可以在室外使用,但容量会低得多。如果它恢复到室温,容量可以恢复。这有利于锂离子电池的储存和使用。
(9) 它具有完美的过充、过放电、超高温、过流、短路保护、锁定自恢复和可靠的均衡充电功能,大大延长了电池的使用寿命。
3.锂离子电池的缺点
(1) 与干电池没有互换性,工作电压变化很大。
(2) 放电速率大,容量快速下降。
(3) 锂离子电池需要配备保护电路,以防止电池过度充电或过度放电。
(4) 存在安全隐患,因为锂离子电池的锂盐LiPF6会在空气中分解氢氟酸(HF),对人体骨骼有强烈的腐蚀作用,因此安全要求很高,必须严格遵守。用于生产和使用。
(5) 与其他二次电池相比,生产条件高,成本高,价格更贵。
(6) 有机溶剂经常在充电过程中破坏石墨的结构,导致石墨剥落,并在其表面形成固体电解质膜,导致电极钝化。有机溶剂也会带来易燃易爆等安全问题。