鉅大LARGE | 點擊量：1575次 | 2019年04月12日
鋰電池原理及特點
“鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時，M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環境要求非常高。所以，鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展，現在鋰電池已經成為了主流。
鋰電池原理
鋰金屬電池：
鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。
放電反應：Li+MnO2=LiMnO2
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子電池：
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。
充電正極上發生的反應為
LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)
充電負極上發生的反應為
6C+XLi++Xe-=LixC6
充電電池總反應：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6
鋰電池分類
鋰電池通常分兩大類：
鋰金屬電池：鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。
鋰離子電池：鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。
雖然鋰金屬電池的能量密度高，理論上能達到3860瓦/公斤。但是由于其性質不夠穩定而且不能充電，所以無法作為反復使用的動力電池。而鋰離子電池由于具有反復充電的能力，被作為主要的動力電池發展。但因為其配合不同的元素，組成的正極材料在各方面性能差異很大，導致業內對正極材料路線的紛爭加大。
鋰電池優缺點
鋰電池優點
1、鋰電池電壓平臺高：單體電池的平均電壓為3.7V或3.2V，約等于3只鎳鎘電池或鎳氫電池的串聯電壓，便于組成電池電源組；
2、相對電池而言鋰電池能量密度高。具有高儲存能量密度，目前已達到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍；
3、相對鉛酸電池而言鋰電池重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產品的1/5-6；
4、鋰電池使用壽命相對較長，使用壽命可達到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池用1CDOD充放，有可以使用1000次的記錄；
5、具備高功率承受力，其中電動汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到15-30C充放電的能力，便于高強度的啟動加速；
6、自放電率低，無記憶效應；
7、鋰電池高低溫適應性強，可以在-20℃--60℃的環境下使用，經過工藝上的處理，可以在-45℃環境下使用；
8、綠色環保，不論生產、使用和報廢，都不含有、也不產生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。
鋰電池的缺點
1、鋰電池均存在安全性差，有發生爆炸的危險。
2、鈷酸鋰材料的鋰電池不能大電流放電，安全性較差。
3、鋰電池均需保護線路，防止電池被過充過放電。
4、生產要求條件高，成本高。
科普：鋰電池基礎知識
鋰電池壽命
鋰離子電池只能充放電500次？
相信絕大部分消費者都聽說過，鋰電池的壽命是“500次”，500次充放電，超過這個次數，電池就“壽終正寢”了，許多朋友為了能夠延長電池的壽命，每次都在電池電量完全耗盡時才進行充電，這樣對電池的壽命真的有延長作用嗎？答案是否定的。鋰電池的壽命是“500次”，指的不是充電的次數，而是一個充放電的周期。
一個充電周期意味著電池的所有電量由滿用到空，再由空充到滿的過程，這并不等同于充一次電。比如說，一塊鋰電在第一天只用了一半的電量，然后又為它充滿電。如果第二天還如此，即用一半就充，總共兩次充電下來，這只能算作一個充電周期，而不是兩個。因此，通常可能要經過好幾次充電才完成一個周期。每完成一個充電周期，電池容量就會減少一點。不過，這個電量減少幅度非常小，高品質的電池充過多次周期后，仍然會保留原始容量的80%，很多鋰電供電產品在經過兩三年后仍然照常使用。當然，鋰電壽命到了最終后仍是需要更換的。
而所謂500次，是指廠商在恒定的放電深度（如80%）實現了625次左右的可充次數，達到了500個充電周期。
（80%*625=500）（忽略鋰電池容量減少等因素）
而由于實際生活的各種影響，特別是充電時的放電深度不是恒定的，所以"500個充電周期"只能作為參考電池壽命。
鋰電池選購
1、有沒有標示明確容量。無明確標示容量（如1000mAh或1000毫安培小時）的電池很有可能就是使用劣質電池或回收電池。市場上充斥的許多廉價的電池，就是使用回收電池心做的，價格雖然便宜，但是壽命短、品質不穩定，使用不慎可能會損壞手機。
2、有沒有保證待機時間。待機時間即電池裝入手機后到下一次充電的連續使用時間。一般市場上銷售的電池都無法對顧客保證待機時間，這是因為電池品質不穩定的關系，許多廉價的電池因為是使用品質不良的電池心，所以待機時間很短。
3、是否加裝安全保護電路板。無保護電路板，則鋰電池就有變形、漏液、爆炸的危險。在惡性削價競爭下，各家尋求更低價位的保護電路板，或者根本省略了這個裝置，使得市面上充斥著有爆炸危險的鋰電池。消費者無法從外觀分辨出來是否有保護電路板，因此最好選擇有信譽的商家購買。
鋰電池的正確使用方法
1、一般鋰電池出廠前，廠家進行激活處理，并進行預充電，因此電池均有余電，新買的電池是鋰離子電池，那么前3~5次充電稱為調整期，應充14小時以上，保證充分激活鋰離子的活性。鋰離子電池沒有記憶效應，但有很強的隋性，應給予充分激活后，才能保證以后的使用能達到最佳效能。鋰電池在出廠前就已經做了充分的激活處理，不用再用長時間充電的方法來激活鋰離子的活性，第一次充電只要把電池里的余電用完后充滿即可。
2、有些自動化的智能型快速充電器當指示信號燈轉變時，實際上只表示充滿了90％。充電器會自動改變用慢速充電將電池充滿。不要當即就把充電器的電源切斷，最好還要給電池一段補電的時間，將電池充滿后再使用，否則會縮短使用時間。
3、充電前，鋰電池不需要放電，也不可以放電，當前生產的鋰電池的充電器都是沒有放電功能的，如果可以調節充電的速度的話，建議大家充電時盡量以慢充充電，減少快充方式；無論慢充還是快充的時間都不要超過24小時。否則電池很可能會因為長時間的供電產生巨大的電子流而燒壞電芯。
鋰電池保養方法
1、新購買的鋰電池因為多少都會有一點電量，因此，用戶拿到電池時可以直接使用，將剩余的電量用完再充電，經過這樣2~3次的正常使用就可以完全激活鋰電池活性。這里特別提醒一點：不要誤信銷售員或網絡上的傳言，新鋰電池首次使用時要進行長達12小時的激活。
2、鋰電池不存在記憶效應，可以隨用隨充，但要注意的是鋰電池不能過度放電，過度放電會造成非常大的容量損失。當機器提醒電量低的時候就要馬上開始充電了。
3、在日常使用中，剛充好的鋰電池要擱置半個鐘，帶電性能穩定后再使用，否則會影響電池性能。
4、不使用儀器時，務必將電池取出保存在干燥陰涼處。
5、注意鋰電池的使用環境：鋰電池充電溫度為0℃～45℃，鋰電池放電溫度為-20℃~60℃。
6、不要將電池與金屬物體混放，以免金屬物體觸碰到電池正負極，造成短路，損害電池甚至造成危險。
7、不要敲擊、針刺、踩踏、改裝、日曬電池，不要將電池放置在微波、高壓等環境下。
8、使用正規的匹配的鋰電池充電器給電池充電，不要使用劣質的或其他類型電池充電器給鋰電池充電。
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