1 鋰電池簡(jiǎn)介
“鋰電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時(shí),M. S. Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對(duì)環(huán)境要求非常高。所以,鋰電池長(zhǎng)期沒有得到應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在鋰電池已經(jīng)成為了主流。
2 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(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。
放電反應(yīng):Li+MnO2=LiMnO2
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(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為
LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)
充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為
6C+XLi++Xe-=LixC6
充電電池總反應(yīng):LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6
3 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(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)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(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
雖然鋰金屬電池的能量密度高,理論上能達(dá)到3860瓦/公斤。但是由于其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電,所以無法作為反復(fù)使用的動(dòng)力電池。而鋰離子電池由于具有反復(fù)充電的能力,被作為主要的動(dòng)力電池發(fā)展。但因?yàn)槠渑浜喜煌脑兀M成的正極材料在各方面性能差異很大,導(dǎo)致業(yè)內(nèi)對(duì)正極材料路線的紛爭(zhēng)加大。
4 鋰電池優(yōu)缺點(diǎn)
鋰電池優(yōu)點(diǎn)
1、鋰電池電壓平臺(tái)高:?jiǎn)误w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(lián)電壓,便于組成電池電源組;
2、相對(duì)電池而言鋰電池能量密度高。具有高儲(chǔ)存能量密度,目前已達(dá)到460-600Wh/kg,是鉛酸電池的約6-7倍;
3、相對(duì)鉛酸電池而言鋰電池重量輕,相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/5-6;
4、鋰電池使用壽命相對(duì)較長(zhǎng),使用壽命可達(dá)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(dòng)汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達(dá)到15-30C充放電的能力,便于高強(qiáng)度的啟動(dòng)加速;
6、自放電率低,無記憶效應(yīng);
7、鋰電池高低溫適應(yīng)性強(qiáng),可以在-20℃--60℃的環(huán)境下使用,經(jīng)過工藝上的處理,可以在-45℃環(huán)境下使用;
8、綠色環(huán)保,不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢,都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。
鋰電池的缺點(diǎn)
1、鋰電池均存在安全性差,有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。
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(hù)線路,防止電池被過充過放電。
4、生產(chǎn)要求條件高,成本高。
5 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(fèi)者都聽說過,鋰電池的壽命是“500次”,500次充放電,超過這個(gè)次數(shù),電池就“壽終正寢”了,許多朋友為了能夠延長(zhǎng)電池的壽命,每次都在電池電量完全耗盡時(shí)才進(jìn)行充電,這樣對(duì)電池的壽命真的有延長(zhǎng)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(shù),而是一個(gè)充放電的周期。
一個(gè)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(gè)充電周期,而不是兩個(gè)。因此,通常可能要經(jīng)過好幾次充電才完成一個(gè)周期。每完成一個(gè)充電周期,電池容量就會(huì)減少一點(diǎn)。不過,這個(gè)電量減少幅度非常小,高品質(zhì)的電池充過多次周期后,仍然會(huì)保留原始容量的 80%,很多鋰電供電產(chǎn)品在經(jīng)過兩三年后仍然照常使用。當(dāng)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(shí)現(xiàn)了625次左右的可充次數(shù),達(dá)到了500個(gè)充電周期。
(80%*625=500)(忽略鋰電池容量減少等因素)
而由于實(shí)際生活的各種影響,特別是充電時(shí)的放電深度不是恒定的, 所以"500個(gè)充電周期"只能作為參考電池壽命。
6 鋰電池選購
1、有沒有標(biāo)示明確容量。無明確標(biāo)示容量(如1000mAh或1000毫安培小時(shí))的電池很有可能就是使用劣質(zhì)電池或回收電池。市場(chǎng)上充斥的許多廉價(jià)的電池,就是使用回收電池心做的,價(jià)格雖然便宜,但是壽命短、品質(zhì)不穩(wěn)定,使用不慎可能會(huì)損壞手機(jī)。
2、有沒有保證待機(jī)時(shí)間。待機(jī)時(shí)間即電池裝入手機(jī)后到下一次充電的連續(xù)使用時(shí)間。一般市場(chǎng)上銷售的電池都無法對(duì)顧客保證待機(jī)時(shí)間,這是因?yàn)殡姵仄焚|(zhì)不穩(wěn)定的關(guān)系,許多廉價(jià)的電池因?yàn)槭鞘褂闷焚|(zhì)不良的電池心,所以待機(jī)時(shí)間很短 。
3、是否加裝安全保護(hù)電路板。無保護(hù)電路板,則鋰電池就有變形、漏液、爆炸的危險(xiǎn)。在惡性削價(jià)競(jìng)爭(zhēng)下,各家尋求更低價(jià)位的保護(hù)電路板,或者根本省略了這個(gè)裝置,使得市面上充斥著有爆炸危險(xiǎn)的鋰電池。消費(fèi)者無法從外觀分辨出來是否有保護(hù)電路板,因此最好選擇有信譽(yù)的商家購買。
7 鋰電池的正確使用方法
1、一般鋰電池出廠前,廠家進(jìn)行激活處理,并進(jìn)行預(yù)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(diào)整期,應(yīng)充14小時(shí)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(yīng),但有很強(qiáng)的隋性,應(yīng)給予充分激活后,才能保證以后的使用能達(dá)到最佳效能。鋰電池在出廠前就已經(jīng)做了充分的激活處理,不用再用長(zhǎng)時(shí)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(dòng)化的智能型快速充電器當(dāng)指示信號(hào)燈轉(zhuǎn)變時(shí),實(shí)際上只表示充滿了90%。充電器會(huì)自動(dòng)改變用慢速充電將電池充滿。不要當(dāng)即就把充電器的電源切斷,最好還要給電池一段補(bǔ)電的時(shí)間,將電池充滿后再使用,否則會(huì)縮短使用時(shí)間。
3、充電前,鋰電池不需要放電,也不可以放電,當(dāng)前生產(chǎn)的鋰電池的充電器都是沒有放電功能的,如果可以調(diào)節(jié)充電的速度的話,建議大家充電時(shí)盡量以慢充充電,減少快充方式;無論慢充還是快充的時(shí)間都不要超過24小時(shí)。否則電池很可能會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的供電產(chǎn)生巨大的電子流而燒壞電芯。【詳細(xì)>>】
8 鋰電池保養(yǎng)方法
1、新購買的鋰電池因?yàn)槎嗌俣紩?huì)有一點(diǎn)電量,因此,用戶拿到電池時(shí)可以直接使用,將剩余的電量用完再充電,經(jīng)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(diǎn):不要誤信銷售員或網(wǎng)絡(luò)上的傳言,新鋰電池首次使用時(shí)要進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)12小時(shí)的激活。
2、鋰電池不存在記憶效應(yīng),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(huì)造成非常大的容量損失。當(dāng)機(jī)器提醒電量低的時(shí)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(gè)鐘,帶電性能穩(wěn)定后再使用,否則會(huì)影響電池性能。
4、不使用儀器時(shí),務(wù)必將電池取出保存在干燥陰涼處。
5、注意鋰電池的使用環(huán)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(fù)極,造成短路,損害電池甚至造成危險(xiǎn)。
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(huán)境下。
8、使用正規(guī)的匹配的鋰電池充電器給電池充電,不要使用劣質(zhì)的或其他類型電池充電器給鋰電池充電。