锂离子电池作业原理以及优缺点介绍

锂离子电池作业原理

锂离子电池以碳素资料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只有锂离子，这便是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极资料电池的总称。锂离子电池的充放电进程，便是锂离子的嵌入和脱嵌进程。在锂离子的嵌入和脱嵌进程中，同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌（习惯上正极用嵌入或脱嵌表明，而负极用刺进或脱插表明）。在充放电进程中，锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和刺进/脱插，被形象地称为摇椅电池。

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，到达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（即我们运用电池的进程），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。

一般锂离子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，容量不行满，因为电池内部的电化学反响需求时间。就跟倒啤酒相同，倒太快的话会出现泡沫，反而不满。

锂离子电池优点

1）电压高

单体电池的作业电压高达3.7-3.8V（磷酸铁锂的是3.2V），是Ni-Cd、Ni-MH电池的3倍。

2）比能量大

能到达的实践比能量为555Wh/kg左右，即资料能到达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）循环寿数长

一般均可到达500次以上，乃至1000次以上，磷酸铁锂的能够到达2000次以上。有关小电流放电的电器，电池的运用期限，将倍增电器的竞争力。

4）安全性能好

无公害，无回忆效应。作为Li-ion前身的锂离子电池，因金属锂易构成枝晶出现短路，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电池存在的一大弊端为回忆效应，严重束缚电池的运用，但Li-ion底子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）快速充电

1C充电30分钟容量能够到达标称容量的80%以上，磷铁电池能够到达10分钟充电到标称容量的90%。

7）作业温度

作业温度为-25~45°C，随着电解液和正极的改进，期望能扩宽到-40~70°C。

锂离子电池缺点

衰老

与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢阑珊，与运用次数有关，也与温度有关。这种阑珊的现象能够用容量减小表明，也能够用内阻升高表明。

收回率

大约有1%的出厂新品因种种原因需求收回。

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，无法再开释，可导致电池寿数短。

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，从而缩短寿数。