有关锂电池的所有问题

一、锂离子电池名称简介

现已广泛被大家使用的锂离子电池是由锂电池发展而来的。所以在认识锂离子电池之前，我们先来介绍一下锂电池。

举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电池的负极材料是锂金属，正极材料是碳材。按照大家习惯上的命名规律，我们称这种电池为锂电池。

锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材。电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程，为了区别于传统意义上的锂电池，所以人们称之为锂离子电池。

二、锂离子电池的广泛用途

发展高科技的目的是为了使其更好的服务于人类。锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等，且越来越多的国家将该电池应用于特种用途。应用表明，锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。

三、锂离子电池的主要构成

（1）电池盖

（2）正极----活性物质为氧化钴锂

（3）隔膜----一种特殊的复合膜

（4）负极----活性物质为碳

（5）有机电解液

（6）电池壳

四、锂离子电池的优越性能

我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池（Ni/Cd）和镍氢电池（Ni/MH）来讲的。那么，锂离子电池究竟好在哪里呢？

（1）工作电压高

（2）比能量大

（3）循环寿命长

（4）自放电率低

（5）无记忆效应

（6）无污染

以下是镍镉、镍氢、锂离子电池性能的对比：

技术参数镍镉电池镍氢电池锂离子电池

工作电压（V）1.21.23.6

重量比能量(Wh/Kg)5065105-140

体积比能量(Wh/l)150200300

充放电寿命(次)5005001000

自放电率（%/月）25-3030-356-9

有无记忆效应有有无

有无污染有无无

（注：充电速率均为1C）

五、锂离子电池的工作原理

大家都已知道，锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。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。同样道理，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，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，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。

不难看出，在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。

六、锂离子电池的组装过程

锂离子电池的工艺技术非常严格、复杂，这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。

（1）制浆

用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。

（2）涂膜

将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片。

（3）装配

按正极片--隔膜--负极片--隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。

（4）化成

用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，待出厂。

七、锂离子电池的安全特性

锂离子电池已非常广泛的应用于人们的日常生活中，所以它的安全性能绝对应该是锂离子电池的第一项考核指标。对于锂离子电池安全性能的考核指标，国际上规定了非常严格的标准，一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件。

（1）短路：不起火，不爆炸

（2）过充电：不起火，不爆炸

（3）热箱试验：不起火，不爆炸（150℃恒温10min）

（4）针剌：不爆炸（用Ф3mm钉穿透电池）

（5）平板冲击：不起火，不爆炸（10kg重物自1M高处砸向电池）

（6）焚烧：不爆炸（煤气火焰烧烤电池）

八、锂离子电池安全特性是如何实现的？

为了确保锂离子电池安全可靠的使用，专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计，以达到电池安全考核指标。

（1）隔膜135℃自动关断保护

采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下，复合膜两侧的PE膜孔闭合，电池内阻增大，电池内部升温减缓，电池升温达到135℃时，PP膜孔闭合，电池内部断路，电池不再升温，确保电池安全可靠。

（2）向电液中加入添加剂

在电池过充，电池电压高于4.2v的条件下，电液添加剂与电液中其他物质聚合，电池内阻大副增加，电池内部形成大面积断路，电池不再升温。

（3）电池盖复合结构

电池盖采用刻痕防爆结构，电池升温时，电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀，电池内压加大，压力达到一定程度刻痕破裂、放气。

（4）各种环境滥用试验

进行各项滥用试验，如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等，考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验，考察电池在实际使用环境下的性能情况。

九、锂离子电池是一种新型绿色环保电池

“爱护环境，保护地球”是我们每一个人义不容辞的责任。如何把我们的环境理念在行动上反应出来呢？

作为电池消费者，应该购买、使用新型绿色环保电池；作为电池制造商，应该生产新型绿色环保电池。只有经过大家的共同努力，才能创建、保护我们美丽和谐的自然环境。

新型绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制开发的一类高性能、无污染的电池。目前已经大量使用的锂离子电池、金属氢化物镍电池和正在推广使用的无汞碱性锌锰电池以及正在研制开发的锂或锂离子塑料电池、燃料电池、电化学贮能超级电容器都属于新型绿色环保电池的范畴。此外，目前已广泛应用的利用太阳能进行光电转换的太阳电池（又称光伏发电），也属于这一范畴。

锂离子电池

锂离子电池与锂电池在很多方面都有显著的不同。最明显的不同是锂离子电池可充电数百次，而锂电池不能充电。从化学上讲，制作锂电池的材料是纯金属锂，而锂离子电池的制作材料是比金属锂稳定得多的锂的化合物。

与其他可充电电池相比，锂离子电池能量密度高，即在一定的外形尺寸和重量下，锂离子电池可比其他可充电电池储存更多的电能。

锂离子电池具有较高的工作电压。一般锂离子电池的工作电压为3.7V,而镍氢或镍镉电池的工作电压是1.2V。所以通常在照相机上可使用单节锂离子电池，而不像镍镉或镍氢电池得用多节电池。

其次，锂离子电池的自放电速率比其他可充电电池低。所以锂离子电池在充电后保存电能的时间比其他可充电电池的长。镍镉电池甚至在没放入电器的情况下每天就自放掉1～5%的电池，而锂离子电池在充电以后电能能保持几个月。

简而言之，锂离子电池与其他可充电电池相比，具有外形尺寸小，重量轻，工作电压高，保存电能时间长等优点。

苹果电脑公司将当前可再充电的锂技术的最佳性能应用在你的PowerBook，iBook或iPod上。你同样可以在诸如手机和PDA等设备上发现这种业界领先的电池技术。苹果电池能够共享其他设备中共有的锂技术特性。这些电池和其他可充电电池一样，最终都需要更换。

业界领先的技术

锂离子电池比镍电池具有更高能密度。由于锂是最轻的金属，所以你一定会被这种重量更轻，寿命更长的电池所吸引。只要你方便，你可以随时为锂离子电池充电，完全不用像镍电池那样，为了使其性能最大化，必须充满电或定期放电。（如果充电时间过长，镍电池里的液体会结晶，阻止你将电充满，进而导致完全放电的不便之处。）

标准充电

大多数锂离子电池使用一种快速充电方式，为设备充满80%的电量，然后再转换为连续补充式充电方式继续充电。以iPod为例，如果你在充电的同时没有使用它，大概一个小时即可充满80%的电量，再需要2到3个小时就能为iPod充满电量。你可以根据充电周期的要求对所有锂离子电池进行多次充电，但次数有限。

一个充电周期意味着用完电池的所有电量，但并不等同于充一次电。例如，你一天可以听iPod好几个小时，只用了一半的电量，然后又为它充满电。如果你第二天还如此，这只能算作一个充电周期，而不是两个，因此，你可能要花去好几天才完成一个周期。每完成一个充电周期，电量就会减少一点，虽然这样，你在给笔记本电脑和iPod充过多次周期后，仍然会保留原始电量的80%。和其他充电电池一样，最终你也需要用新电池替换它。

如何最有效的利用电量

你的电池维持设备使用时间的长短取决于你的使用方法。例如，观看DVD要比简单的文字处理耗电快很多。你可以遵循一些非常简单的操作步骤，最大效率的利用笔记本电脑或iPod的电池使用时间

什么是锂离子电池

锂离子电池俗称“锂电”，是目前综合性能最好的电池体系。锂离子电池负极是碳素材料，如石墨。正极是含锂的过渡金属氧化物，如LiMn2O4。

锂离子电池具有如下优点：

1．工作电压高。锂离子电池的工作电压在3.6V，是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍。

2．比能量高。锂离子电池比能量目前已达140Wh／kg，是镍镉电池的3倍，镍氢电池的1.5倍。

3．循环寿命长。目前锂离子电池循环寿命已达1000次以上，在低放电深度下可达几万次，超过了其他几种二次电池。

4．自放电小。锂离子电池月自放电率仅为6％－8％，远低于镍镉电池（25～30％）及镍氢电池（30～40％）。

5．无记忆效应。可以根据要求随时充电，而不会降低电池性能。

6．对环境无污染。锂离子电池中不存在有害物质，是名副其实的“绿色电池”。

漫话锂离子电池

近几年来，“锂离子电池”一词经常在媒体中出现。生产锂离子电池的企业不断涌现。更多的投资家正跃跃欲试。锂离子电池已经进入了人们生活的各个领域，对人类生活产生了重大影响。20世纪70年代，材料学界、物理学界和化学界同时对石墨嵌入化合物开展了深入研究，发现锂等金属元素可以嵌入到石墨层间，形成石墨嵌入化合物。1990年，日本SONY公司研制出了锂离子电池并开始实现商品化，在二次电池的历史上实现了一次飞跃。目前我国已成为小功率锂离子电池的主要生产地，在锂离子电池相关材料的研究和开发方面也已取得很大的进展，已经或即将实现产业化。或许你已拥有了手提电脑、手机或电动车辆，但你是否了解这些电子产品的主要能量核心———锂离子电池呢？作为一种新的高科技产品，它是怎样发展起来的？它的工作原理是什么？它有什么优点和特点？目前的现状和今后的发展方向是什么？本报特约我国锂离子电池界的知名专家陈立泉教授对锂离子电池作一基本的介绍，以期有所裨益。

信息、能源和环保是21世纪人类社会关心的主要课题。二次电池对三个问题的解决都起着关键作用。锂离子电池是最新型的二次电池，近十年来得到迅速发展，到2000年，全球锂离子电池的销售额已超过镉镍和氢镍电池。锂离子电池的应用范围不断拓宽，从信息产业（移动电话、PDA、笔记本电脑）到能源交通（电网调峰、电动车辆），从太空（卫星、飞船）到水下（特种、水下机器人），锂离子电池在本世纪作为主要的二次电池，进入了人类社会的各个领域，为人类造福。

工作的原理

电池分一次电池和二次电池两大类，前者是一次性的，如干电池。后者是可再充电的，也称可充电池。目前二次电池主要有：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。锂离子电池，俗称“锂电”，是目前综合性能最好的电池体系。锂离子电池负极是碳素材料，如石墨。正极是含锂的过渡金属氧化物，如LiMn2O4。电解质是含锂盐的有机溶液。通常锂离子电池并不含金属锂。充电时，在电场的驱动下锂离子从正极晶格中脱出，经过电解质，嵌入到负极晶格中。放电时，过程正好相反，锂离子返回正极，电子则通过了用电器，由外电路到达正极与锂离子复合。由于锂离子电池不含任何贵重金属，原材料都很便宜，降价空间很大，应该是最便宜的电池。目前媒体经常报道聚合物锂电池或固态锂电池，实际上它的主要部件：正极、负极和电解质以及工作原理都和使用液体电解质的锂离子电池一样，只是隔膜和包装材料不同，因此，仍属于锂离子电池。与传统的二次电池相比，锂离子电池有突出的优点：工作电压高锂离子电池的工作电压在3．6V，是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍。在许多小型电子产品上，一节电池即可满足使用要求。这也是与其它二次电池的重大区别，因此只能用锂离子电池专用充电器来充电，以免发生事故。比能量高锂离子电池比能量目前已达140Wh／kg，是镍镉电池的3倍，镍氢电池的1．5倍。循环寿命长目前锂离子电池循环寿命已达1000次以上，在低放电深度下可达几万次，超过了其他几种二次电池。自放电小锂离子电池月自放电率仅为6－8％，远低于镍镉电池（25～30％）及镍氢电池（30～40％）。无记忆效应可以根据要求能够随时充电，而不会降低电池性能。对环境无污染锂离子电池中不存在有害物质，是名副其实的“绿色电池”。

基于上述优点，可以预见，锂离子电池将是未来二次高能电池的主要发展方向。

锂离子电池

以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池。锂离子电池还是一种智能电池，它可以与专用原装智能充电器配合，达到最短的充电时间、最大的寿命周期及最大的容量。锂离子电池是目前性能最好的电池。与同样大小的镍镉电池、镍氢电池相比，电量储备最大，重量最轻、寿命最长、充电时间最短，无记忆效应。

什么是锂离子电池

锂离子电池俗称“锂电”，是目前综合性能最好的电池体系。锂离子电池负极是碳素材料，如石墨。正极是含锂的过渡金属氧化物，如LiMn2O4。

锂离子电池的优点：

1．工作电压高，锂离子电池的工作电压在3．6V，是镍镉和镍氢电池工作电压的三倍。

2．比能量高，锂离子电池比能量目前已达140Wh／kg，是镍镉电池的3倍，镍氢电池的1．5倍。

3．循环寿命长，目前锂离子电池循环寿命已达1000次以上，在低放电深度下可达几万次，超过了其他几种二次电池。

4．自放电小，锂离子电池月自放电率仅为6－8％，远低于镍镉电池（25～30％）及镍氢电池（30～40％）。5．无记忆效应，可以根据要求随时充电，而不会降低电池性能。

6．对环境无污染，锂离子电池中不存在有害物质，是名副其实的“绿色电池”。