鋰電基礎(chǔ)知識

一、鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀

   　鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池（LIB）和聚合物鋰離子電池（PLIB）。液態(tài)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(fā)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(zhì)量輕（比氫-鎳電池輕50%）、應(yīng)用溫度范圍寬、自放電率低、循環(huán)壽命長、無污染、**性能好、無記憶效應(yīng)等獨特的優(yōu)勢，現(xiàn)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(wèi)星、小型醫(yī)療儀器及**通訊設(shè)備領(lǐng)域中逐步替代傳統(tǒng)的電池。

聚合物鋰離子電池的正負極與液態(tài)鋰離子電池相同，只是原來的液態(tài)電解質(zhì)改為含有鋰鹽的凝膠聚合物電解質(zhì)。它除具有液態(tài)鋰離子電池的優(yōu)點外，由于采用不流動電解質(zhì)，還具有**性能更好的優(yōu)點，因此更適合用做微型電器的電源，應(yīng)用范圍更廣。自1999年聚合物鋰離子電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以來，已部分替代液態(tài)鋰離子電池。

鋰離子電池的應(yīng)用前景十分廣闊，據(jù)統(tǒng)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(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，鋰離子電池制造技術(shù)的進步和電池成本的下降，又將大大加快現(xiàn)代移動通訊和家用電器的發(fā)展速度，并促進國防**、電信技術(shù)的發(fā)展。可以預(yù)言，鋰離子電池將成為21世紀人造衛(wèi)星、宇宙飛船、潛艇、魚雷、**導(dǎo)彈、火箭、飛機等現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的重要化學(xué)電源之一。大容量、高功率的動力型鋰離子電池將成為環(huán)保型電動汽車的理想電源。

二、電池基本術(shù)語

1．電池內(nèi)阻

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

內(nèi)阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等因素的影響。電池內(nèi)阻是衡量電池性能的一個重要參數(shù)。

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(huán)境溫度為20℃±5℃條件下，以5h率放電至終止電壓時所應(yīng)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(yīng)指明充放電條件）。

2.3．容量常見單位有：mAh、Ah(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(zhì)的重量；二是活性物質(zhì)的利用率。其中活性物質(zhì)的利用率包括：

1）活性物質(zhì)的活性：殘余電化學(xué)反應(yīng)的能力，與其晶形結(jié)構(gòu)、制造方法和含雜質(zhì)多少有關(guān)；

2）電極和電池的結(jié)構(gòu)：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(xù)的時間。電池在不同溫度下的放電容量均可根據(jù)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(chǎn)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(xù)的時間為125min，利用以上的公式計算它的放電容量(C))應(yīng)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。