钜大LARGE | 点击量：1333次 | 2019年05月22日
介绍锂离子电池作业原理、结构组成、优缺陷与锂电池、蓄电池、碳酸铁锂电池、聚合物电池的差异
锂离子电池：是一种二次电池（充电电池），它首要依托锂离子在正极和负极之间移动来作业。在充放电进程中，Li+在两个电极之间往复嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状况；放电时则相反。不含有毒有害物质，被称为绿色电池。下面贤集网小编为咱们介绍锂离子电池作业原理、结构组成、优缺陷与锂电池、蓄电池、碳酸铁锂电池、聚合物电池的差异。
锂系电池分为锂电池和锂离子电池。
手机和笔记本电脑运用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池。电池一般选用含有锂元素的材料作为电极，是现代高功用电池的代表。而真实的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。
锂离子电池由日本索尼公司于1990年最早开发成功。它是把锂离子嵌入碳（石油焦炭和石墨）中形成负极（传统锂电池用锂或锂合金作负极）。
锂离子电池结构组成部分
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1）正极——活性物质一般为锰酸锂或许钴酸锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则广泛用镍钴锰酸锂（俗称三元）或许三元+少数锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、功用欠好或本钱高而逐步淡出。导电极流体运用厚度10--20微米的电解铝箔。
2）隔膜——一种经特别成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子安闲经过，而电子不能经过。
3）负极——活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体运用厚度7-15微米的电解铜箔。
4）有机电解液——溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则运用凝胶状电解液。
5）电池外壳——分为钢壳（方型很少运用）、铝壳、镀镍铁壳（圆柱电池运用）、铝塑膜（软包装）等，还有电池的盖帽，也是电池的正负极引出端。
锂离子电池作业原理
锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，没有金属锂存在，只要锂离子，这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电进程，就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，一起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、负极之间往复嵌入/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，它有许多微孔，抵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。相同，当对电池进行放电时（即咱们运用电池的进程），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。
锂离子电池长处
1、锂电池电压渠道高：单体电池的均匀电压为3.7V或3.2V，约等于3只镍镉电池或镍氢电池的串联电压，便于组成电池组。
2、具有高储存能量密度：相对其他电池而言锂电池能量密度很高，现在已抵达460-600Wh/kg，约为铅酸电池的6～7倍。这就意味着在相同电荷容量下，锂电池重量更轻。据核算相同体积下重量约为铅酸产品的1/5～1/6。
3、运用寿数相对较长：锂电池的运用寿数可抵达6年以上。以磷酸亚铁锂为正极的锂电池为例，在1C充放电倍率下，循环周期的*纪录可达1000次。
4、具有高功率承受力：电动车锂电池用的磷酸亚铁锂离子电池*充放电倍率可以抵达15C-30C，这非常适合动力轿车高强度的发动和加速。
5、自放电率很低。自放电率是锂离子电池*杰出的优越性之一，室温下满电存储一个月的自放电率约10％左右，而平等条件下镍镉为25～30％、镍氢为30～35％。
6、无回想效应：这意味着锂离子电池可以随时充放电，而不用像镍氢、镍锡电池相同，有必要要比及电量耗尽。
7、高低温适应性强：锂电池可在-20℃--60℃的环境下运用，经过工艺上的处理，可以在-45℃环境下运用。
8、绿色环保：不管出产、运用和报废都不含有也不发作铅、汞、镉等有毒重金属物质。
9、锂离子电池的首要原材料锂、锰、铁、钒等在我国都是富产资源；出产底子不用耗水，对水之源稀缺的国家非常有利。
锂离子电池的缺陷
1、差错运用存在安全隐患：由于锂离子电池组成物质非常活泼，若运用差错将会出现电解液分解、燃烧乃至爆炸的重大事故。
2、不同放电倍率对电池的可用容量影响较大。
3、过充电和过放电均会对电池形成不行恢复的危害：针对以上的缺陷，一般大容量的锂电池组均选用了保护装置来监督电池的运用进程。
4、低温下电池功用显着恶化，放电渠道下降、输出功率减小、可用电量衰减等。
锂离子电池和锂电池的差异
锂电池是以金属锂作为电极，以电子传递发作电流，易发作枝晶引起爆炸。锂电池是一次电池。
锂离子电池是以锂离子的传递来结束充放电，首要以锂掺杂金属的氧化物作为电极。锂离子电池是二次电池可充电。
锂离子电池和碳酸铁锂电池的差异
磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。锂离子电池的正极材料首要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其间钴酸锂是现在绝大多数锂离子电池运用的正极材料。
锂离子电池和蓄电池的差异
第一：重量的比较。锂电池更简洁，锂电池容量密度高，抵达192Wh/kg，相同的重量体积，装下的能量是铅酸电池的多倍，现在两轮电动车需求大续航的，唯有选择锂电池是最好的途径。
第二：充电功率的比较。锂电池充电的功率更高，拿三元18650锂电池来说，最大充电电流一般是0.5C，以联盟72V24Ah的锂电池来说，最大充电电流可以是12A了，当然为了锂电池的安全和寿数考虑，联盟的锂电保护板约束了最大充电电流，现在引荐最大6A的充电电流，72V24Ah电池只要4个小时充电。
第三：寿数的比较。锂电池的寿数更长，一般三元锂电，循环次数是800次左右，按照咱们现在的电动车一般运用情况，锂电池至少可以运用3年。这儿说的800次循环不是说800次后电池就完全报废了，而是指在循环800次后，其容量还能抵达新电池最大容量的60-70%左右，假如容量续行路程还能高于用户最低续行要求之上，那仍是可以继续运用的，直到续行现已无法满意用户的需求了中止，而这寿数有或许就是4年？5年？乃至6年？
第四：功用和经用的比较。相同容量的锂电池，有用运用的能量比铅酸电池多。就拿72V的铅酸和锂电池来比较吧。一般铅酸电池作业的电压是63V-82V，中心的压差是19V。拿联盟72V锂电来说，20串18650的锂电，单体锂电作业电压是2.75-4.2V，20串就是55V-84V，联盟为了保护锂电运用安全和寿数，设定的作业电压是58V-83.5V，中心的压差是25.5V，整整比铅酸电池压差多了6.5V，也就说说比铅酸多了34%的作业电压规划。粗浅的说，同电压规范容量的锂电池比铅酸电池的续行路程可以多出三分之一左右，这还仅仅只算了电池能量的不同，没有考虑锂电池减轻的重量因素。
锂离子电池和聚合物电池的差异
锂聚合物电池是锂离子电池晋级换代产品。相对于现在盛行的锂离子电池而言，它具有容量大、体积小（薄）、安全（不会爆炸）等长处。但是，由于整个产业链的换代需求必定时刻，它的造价（本钱）现在还比较高，仅在高端数码产品中有运用（超薄笔记本电脑等）。锂聚合物电池是指的全固态或凝胶太为电解液的锂离子电池。一般选用铝塑复合膜作为包装材料。
以上就是关于锂离子电池作业原理、结构组成、优缺陷与锂电池、蓄电池、碳酸铁锂电池、聚合物电池的差异的一系列知识介绍，最新消息：物理学家GabrielVeith受一种名为oobleck的物质启示，成功研宣告避免锂离子电池起火的新化学配方。
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