以炭材料为负极,以含锂的化合物作正极的锂电池
以炭材料为负极,以含锂的化合物作正极的锂电池,在充放电过程中,没有存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
没有记忆效应也是锂离子电池的突出优点,是其他二次电池所不具备的,锂离子电池充电前不必顾及其中的电量是否已被用完。锂电池的特点是比能量高。
一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大,充电越快,同时电池发热也越大。而且,过大的电流充电,容量不够满,因为电池内部的电化学反应需要时间。就跟倒啤酒一样,倒太快的话会产生泡沫,反而不满。
锂电池生产基础不耗费水
锂电池的能量比较高。具备高存储比能量,已达到460-600Wh/kg,是铅酸蓄电池的约6-7倍。锂电池的使用期长,使用期可达到六年之上,磷酸亚铁锂为正极的电池1C(DOD)充放电,有可以应用10,000次的纪录,钴酸锂电池为正极的3.7V电池充放电,可以应用2000次的纪录。
锂电池具有高功率承受力,在其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速。锂电池的额定电流高(单个工作标准电压为3.7V或3.2V),等于3只镍镉或镍氢可充电电池的串联电压,便于构成电池开关电源组;锂电池可以根据一种新式的锂电池交流稳压器的技术性,将工作电压调为3.0V,以合适小家电的应用。
锂电池重量轻,同样体积下净重约为铅酸产品的1/6-1/5。锂电池寿命率很低,它是该电池突显的优势之一,一般可保证1%/月下列,不上镍氢充电电池的1/20。锂电池高低温适应性强,可以在-20℃--60℃的自然环境下应用,历经加工工艺上的解决,可以在-45℃自然环境下应用。锂电池低碳环保,无论生产制造、应用和损毁,也不带有、都不造成一切铅、、镉等有害危害重金属元素和化学物质。锂电池生产基础不耗费水,对少水的在我国而言,十分有益。
锂离子无法进行正常的传导
一是注液量不足,注液量不足时,电池在循环过程中。锂离子无法进行正常的传导,导致锂离子无法正常的传导,从而使锂离子电池的容量降低。
二是虽然注液量充足但是老化时间不够或者正负极由于压实过高等原因造成的浸液不充分,如果电池浸润不充分,极片表面无电解液,则对应的极片无法发挥其对应的克容量,导致电池的容量降低。
三是随着循环电芯内部电解液被消耗完毕,正负极特别是负极与电解液的匹配性的微观表现为致密且稳定的SEI的形成,而右眼可见的表现,既为循环过程中电解液的消耗速度。不完整的SEI膜一方面无法有效阻止负极与电解液发生副反应从而消耗电解液,一方面在SEI膜有缺陷的部位会随着循环的进行而重新生成SEI膜从而消耗可逆锂源和电解液。不论是对循环成百甚至上千次的电芯还是对于几十次既跳水的电芯,若循环前电解液充足而循环后电解液已经消耗完毕,则增加电解液保有量很可能就可以一定程度上提高其循环性能。
钴酸锂类型材料为正极的锂离子电池不适合用作大电流放电
钴酸锂类型材料为正极的锂离子电池不适合用作大电流放电,过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量),并可能发生危险;但磷酸铁锂正极材料锂电池,可以以20C甚至更大(C是电池的容量,如C=800mAh,1C充电率即充电电流为800mA)的大电流进行充放电,特别适合电动车使用。
因此电池生产工厂给出大放电电流,在使用中应小于大放电电流。锂离子电池对温度有一定要求,工厂给出了充电温度范围、放电温度范围及保存温度范围,过压充电会造成锂离子电池损坏。锂离子电池充电电流应根据电池生产厂的建议,并要求有限流电路以免发生过流(过热)。一般常用的充电倍率为0.25C~1C。在大电流充电时往往要检测电池温度,以防止过热损坏电池或产生大容量锂电池。
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