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锂电池的优缺点

锂电池虽然是作为当下最受欢迎的电池,但是随着技术的发展,锂电池也分类很多种,每种都有其各自的优缺点,但是总来说,锂电池具有如下的共同优缺点:

软包锂电池

1、锂电池的优点

(1)电压高:单体电池的工作电压高达3.7-3.8V(电芯电压最高可充到4.2V),是Ni-Cd、Ni-H电池的3倍。

(2)比能量大:目前能达到的实际比能量为555Wh/kg左右,即材料能达到150mAh/g以上的比容量(3-4倍于Ni-Cd,2-3倍于Ni-MH),已接近于其理论值的约88%。

(3)循环寿命长:一般均可达到500次以上,甚至1000次以上,磷酸铁锂的可以达到2000次以上。对于小电流放电的电器,电池的使用期限,将倍增电器的竞争力。

(4)安全性能好:无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。

(5)自放电小:室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。

(6)可快速充放电:充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上,现在磷铁电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。

(7)工作温度范围高:工作温度为-25~55癈,随着电解液和正极的改进,希望能扩宽到-40~70癈。

2、锂电池的缺点

(1)衰老:与其它充电电池不同,锂离子电池的容量会缓慢衰退,与使用次数无关,而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高,所以,在工作电流高的电子产品更容易体现。用钛酸锂取代石墨似乎可以延长寿命。储存温度与容量永久损失速度的关系:

充电电量? ? 储存温度0℃? ? 储存温度25℃? ? 储存温度40℃? ? 储存温度60℃

40%~60%?????2%/年? ? ? ? ? ? ? ?4%/年? ? ? ? ? ? ? ? ? 15%/年? ? ? ? ? ? 25%/年

100%? ? ? ? ? ? ?6%/年? ? ? ? ? ? ? ? 20%/年? ? ? ? ? ? ? ? 35%/年? ? ? ? ? 80%/6月

(2)不耐受过充:过充电时,过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中,无法再释放,可导致电池寿命短及产气造成气鼓。

(3)不耐受过放:过放电时,电极脱嵌过多锂离子,可导致晶格坍塌,从而缩短寿命及产气造成气鼓。

(4)需要多重保护机制:由于错误使用会减少寿命,甚至可能导致爆炸,所以,锂离子电池设计时增加了多种保护机制。

保护电路:防止过充、过放、过载、过热。

排气孔:避免电池内部压强过大。

隔膜特性:有较高的抗穿刺强度,防止内部短路;在电池内部温度过高时还能融化,阻止锂离子通过,阻滞电池反应,升高内阻(至2kQ)。

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