鋰電基礎知識

      

鋰電基礎知識

 

一、鋰離子電池發展現狀

    鋰離子電池分為液態鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLIB)。液態鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池。在充、放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌,被形象地稱為搖椅電池Rocking Chair Batteries,縮寫為RCB)。自1990年開發成功以來,由于它具有比能量高(是鎘-鎳電池的2-3倍,氫-鎳電池的1-2倍)、工作電壓高(3.6V,是鎘-鎳、氫-鎳電池的三倍)、體積小(比氫-鎳電池小30%)、質量輕(比氫-鎳電池輕50%)、應用溫度范圍寬、自放電率低、循環壽命長、無污染、**性能好、無記憶效應等獨特的優勢,現已廣泛用作袖珍貴重家用電器如移動電話、便攜式計算機、攝象機、照相機等的電源,并已在航空、航天、航海、人造衛星、小型醫療儀器及**通訊設備領域中逐步替代傳統的電池。

聚合物鋰離子電池的正負極與液態鋰離子電池相同,只是原來的液態電解質改為含有鋰鹽的凝膠聚合物電解質。它除具有液態鋰離子電池的優點外,由于采用不流動電解質,還具有**性能更好的優點,因此更適合用做微型電器的電源,應用范圍更廣。自1999年聚合物鋰離子電池實現產業化以來,已部分替代液態鋰離子電池。

鋰離子電池的應用前景十分廣闊,據統計,目前,僅移動電話��用的電池中鋰離子電池就占70%以上,而中國的移動電話用戶為****,這表明鋰離子電池還有很大的潛在市場。隨著高新技術的發展和人民生活水平的提高,鋰離子電池制造技術的進步和電池成本的下降,又將大大加快現代移動通訊和家用電器的發展速度,并促進國防**、電信技術的發展。可以預言,鋰離子電池將成為21世紀人造衛星、宇宙飛船、潛艇、魚雷、**導彈、火箭、飛機等現代高科技領域的重要化學電源之一。大容量、高功率的動力型鋰離子電池將成為環保型電動汽車的理想電源。

二、電池基本術語

1.電池內阻

電池內阻是指電池在工作時,電流流過電池內部所受到的阻力。有歐姆內阻與極化內阻兩部分組成。電池內阻值大,會導致電池放電工作電壓降低,放電時間縮短。

內阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結構等因素的影響。電池內阻是衡量電池性能的一個重要參數。

2.電池的容量

電池的容量有額定容量和實際容量之分。

2.1.電池的額定容量是指電池在環境溫度為20±5條件下,以5h率放電至終止電壓時所應提供的電量,用C5表示。

2.2.電池的實際容量是指電池在一定的放電條件下所放出的實際電量,主要受放電倍率和溫度的影響(故嚴格來講,電池容量應指明充放電條件)。

2.3.容量常見單位有:mAhAh(1Ah=1000mAh)

2.4.影響電池容量的因素主要有兩個方面:一是活性物質的重量;二是活性物質的利用率。其中活性物質的利用率包括:

1)活性物質的活性:殘余電化學反應的能力,與其晶形結構、制造方法和含雜質多少有關;

2)電極和電池的結構:成型方法、極板孔徑、厚度、真實表面積大小;

3)電解液的組成;

4)制造工藝;

5)放電制度(T放、I放、V終)。

  2.5.電池的放電容量計算方法

在沒有特別指明的情況下,電池放電容量均是指在一定倍率的恒流下放電至2.75V時所持續的時間。電池在不同溫度下的放電容量均可根據該電池的放電時間(T)和放電電流(I)來計算,公式為: C(mAh)=I(mA)*T(h)

以公司的產品為例如,一只PLB402035額定容量為230mAh的電池在常溫下用恒流0.5C5A(115mA)放電,由4.2V放電至2.75V時所持續的時間為125min,利用以上的公式計算它的放電容量(C))應是:放電電流I(115mA)*放電時間125/60(h)=239.6mAh 由此得出該電池的放電容量為239.6mAh   

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