鋰電�(LithiumCell)是指電化學有�(包括金屬�、鋰合金和鋰離子、鋰聚合�)的最基本電化學單位。鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電�。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電�。可充電電池的第五代�(chǎn)品鋰金屬電池�1996年誕�,其安全�、比容量、自放電率和性能價格比均�(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技�(shù)要求限制,現(xiàn)在只有少�(shù)的幾個國家的公司在生�(chǎn)這種鋰金屬電��
鋰電池工作原�
鋰金屬電池:鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材�、金屬鋰或其合金金屬為負極材�、使用非水電解質(zhì)溶液的電池�
放電反應: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�、石墨為負極材料、使用非水電解質(zhì)的電��
充電正極上發(fā)生的反應�
LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)
1圖冊
充電負極上發(fā)生的反應�
6C+XLi++Xe-=LixC6
充電電池總反應:LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6
正極
正極材料:可選的正極材料很多,主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸��
正極反應:放電時鋰離子嵌�,充電時鋰離子脫�。充電時:LiFePO4→Li1-xFePO4+xLi++xe-放電時:Li1-xFePO4+xLi++xe-→LiFePO4
負極
負極材料:多采用石墨。新的研究發(fā)�(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材�。負極反應:放電時鋰離子脫嵌,充電時鋰離子嵌��
充電時:xLi++xe-+6C→LixC6 ;放電時:LixC6→xLi++xe-+6C
碳負極材�
已經(jīng)實際用于鋰離子電池的負極材料基本上都是碳素材�,如人工石墨、天然石墨、中間相碳微�、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳��
錫基負極材料
錫基負極材料可分為錫的氧化物和錫基復合氧化物兩種。氧化物是指各種價態(tài)金屬錫的氧化�。沒有商�(yè)化產(chǎn)品�
氮化�
也沒有商�(yè)化產(chǎn)��
合金�
包括錫基合金、硅基合�、鍺基合金、鋁基合�、銻基合�、鎂基合金和其它合金,也沒有商業(yè)化產(chǎn)��
納米�
納米碳管、納米合金材��
納米氧化�
目前合肥翔正化學科技有限公司根據(jù)2009年鋰電池新能源行�(yè)的市場發(fā)展最新動�,諸多公司已�(jīng)開始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石�,錫氧化物,納米碳管里面,極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)�
充電電壓
一般手機電池電壓寫的是3.7V,但一般充電器的電壓寫的是5V,但不會影響使用�,因為根本沒�3.7V的手機充電器��
5號的圓柱形鋰電池,即14500的電�。是通過鋰電池調(diào)壓器的技�(shù),將電池的電壓調(diào)至可適合小電器使用的3.0V電壓�
對于新買的鋰離子電池的“激活”問�,眾多的說法是:充電時間一定要超過12小時,反復做三次,以便激� 電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續(xù)下來的說�。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別,而且可以非常明確的告訴大�,所有嚴肅的正式技�(shù)資料都強�(diào)過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷�。因而充電最好按照標準時間和標準方法充電,特別是不要進行超過12個小時的超長充電�
那么電池需要激活嗎?答案是肯定的,需要激�!但是,這個過程是由生�(chǎn)廠家完成�,與用戶無關(guān),用戶也沒有能力完成。鋰電池真正的激活過程是這樣的:鋰離子電池殼灌輸電解�--封口--化成,就是恒壓充�,然后放�,如此進行幾個循�(huán),使電極充分浸潤電解液充分活�,直至容量達到要求為止,這個就是激活過�--分容,也就是說出廠后鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過的了。另外,其中有些電池的激活過程需要電池處于開口狀�(tài),激活以后再封口,除非您擁有了電芯生�(chǎn)設備,否則如何完�?
可是為什么有些產(chǎn)品的說明書上寫著,建議用戶前三次使用,要對手機進行完全的充放電�?難道這不是激活嗎?其實事實是這樣�,在電池出廠,然后銷售,再到用戶的手�,會�(jīng)歷一段時�,一個月或者幾個月,這樣一來,電池的電極材料就會“鈍化�,此時容量低于正常�,使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活,只要�(jīng)�3�5次正常的充放電循�(huán)就可激活電�,恢復正常容量。由于鋰電池本身的特�,決定了它幾乎沒有記憶效�。因此用戶新鋰電池在激活過程中,是不需要特別的方法和設備的�
長充深充
長充可能導致過充。鋰電池或充電器在電池充滿后都會自動停充,并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時的“涓流”充�。也就是�,如果你的鋰電池在充滿后,放在充電器上也是白�。而我們誰都無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和�(zhì)量的萬無一失,所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘�。這也是我們反對長充電的另一個理由�
在對某些機器�,充電超過一定的時間后,如果不去取下充電�,這時系統(tǒng)不僅不停止充電,還將開始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的,但顯然對電池的壽命而言是不利的。同時,長充電需要很長的時間,往往需要在夜間進行,而以我國電網(wǎng)的情況看,許多地方夜間的電壓都比較高,而且波動較大。前面已�(jīng)說過,鋰電池是很嬌貴�,它比鎳電在充放電方面耐波動的能力差得�,于是這又帶來附加的危��
事實�,淺放淺充對于鋰電更有益�,只有在�(chǎn)品的電源模塊為鋰電做校準�,才有深放深充的必要。所以,使用鋰電供電的產(chǎn)品不必拘泥于過程,一切以方便為先,隨時充電�
過充過放
鋰離子電池的額定電壓,因為材料的變化,一般為3.7V,磷酸鐵�(以下稱磷�)正極的則�3.2V。充滿電時的終止充電電壓國際標準�4.2V,磷�3.6V。鋰離子電池的終止放電電壓為2.75V�3.0V(國內(nèi)電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓,各參數(shù)略有不同,一般為3.0�2.75V,磷鐵為2.5V�)。低�2.5V(磷鐵2.0V)繼續(xù)放電稱為過放(國際標準為最�3.2v,磷�2.8v),低電壓的過放或自放電反應會導致鋰離子活性物�(zhì)分解破壞,并不一定可以還�。而鋰離子電池任何形式的過充都會導致電池性能受到嚴重破壞,甚至爆�。鋰離子電池在充電過程必需避免對電池產(chǎn)生過��