【浩博电池资讯】锂电池的详细介绍

1、锂离子电池
锂离子电池现在由液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)两类。其中，液态锂离子电池是指 Li +嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极选用锂化合物LiCoO2或LiMn2O4，负极选用锂-碳层间化合物。锂离子电池因为作业电压高、体积小、质量轻、能量高、无回忆效应、无污染、自放电小、循环寿数长，是21世纪开展的抱负动力。
2、锂离子电池开展简史
锂电池和锂离子电池是20世纪开发成功的新式高能电池。这种电池的负极是金属锂，正极用MnO2，SOCL2，(CFx)n等。70年代进入实用化。因其具有能量高、电池电压高、作业温度规模宽、储存寿数长等长处，已广泛应用于军事和民用小型电器中，如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分替代了传统电池。
3、锂离子电池开展前景
　 锂离子电池以其特有的功用优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。现在开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开端试用，预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。
4、电池的基本功用
(1)电池的开路电压
(2)电池的内阻
(3)电池的作业电压
(4)充电电压
充电电压是指二次电池在充电时，外电源加在电池两头的电压。充电的基本方法有恒电流充电和恒电压充电。一般选用恒电流充电，其特色时在充电过程中充电电流恒定不变。跟着充电的进行，活性物质被康复，电极反应面积不断缩小，电机的极化逐步增高。
(5)电池容量
电池容量是指从电池取得电量的量，常用C表示，单位常用Ah或mAh表示。容量是电池电功用的重要目标。电池的容量通常分为理论容量、实际容量和额外容量。
电池容量由电极的容量决定，若电极的容量不等，电池的容量取决于容量小的那个电极，但决不是正负极容量之和。
(6)电池的储存功用和寿数
化学电源的主要特色之一是在运用时能够放出电能，不用时能储存电能。所谓储存功用关于二次电池来说为充电坚持才能。
关于二次电池，运用寿数时衡量电池功用好坏的一个重要参数。二次电池经过一次充电和放电，称为一个周期（或已此循环）。在必定的充放电制度下，电池容量到达某一规则值之前电池能饱尝的充放电次数称为二次电池的运用周期。锂离子电池具有优秀的储存功用和长的循环寿数。

锂电池-特征
A. 高能量密度
锂离子电池的分量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的40-50%，镍氢的20-30%。
B. 高电压
一个锂离子电池单体的作业电压为3.7V(均匀值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。
C. 无污染
锂离子电池不含有比如镉、铅、汞之类的有害金属物质。
D. 不含金属锂
锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运送关于禁止在客机带着锂电池等规则的约束。
E. 循环寿数高
在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超越500次。
F. 无回忆效应
回忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量削减的现象。锂离子电池不存在这种效应。
G. 快速充电
运用额外电压为4.2V的恒流恒压充电器能够使锂离子电池在一至两个小时内得到满充。

锂电池-锂电池原理和结构
1、锂离子电池的结构与作业原理：所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电作业的，共同机理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”，俗称“锂电”。以LiCoO2为例：⑴电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。这就需要一个电极在组装前处于嵌锂状态，一般挑选相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4。⑵为负极的材料则挑选电位尽可能挨近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包含天然石墨、组成石墨、碳纤维、中心相小球碳素等和金属氧化物，包含SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz(x=0.4～0.6，y=0.6～0.4，z=(2＋3x＋5y)/2)等。

2、电池一般包含：正极（posiTIve）、负极（negaTIve）、电解质（electrolyte）、隔阂（separator）、正极引线（posiTIvelead）、负极引线（negaTIveplate）、中心端子、绝缘材料（insulator）、安全阀（safetyvent）、密封圈（gasket）、PTC（正温度操控端子）、电池壳。一般我们较关心正极、负极、电解质。

锂电池-离子电池结构比较
按正极材料不同分为铁锂、钴锂、锰锂等；

从外形分类一般分圆柱形和方形，而聚合物锂离子还可制成任意形状；

依据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池能够分为液态锂离子电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和固态锂离子电池两大类，聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery, 简称为PLIB)归于固态锂离子电池中的一种。

电解质 壳体/包装 隔阂 集流体
液态锂离子电池 液态 不锈钢、铝 25μPE 铜箔和铝箔
聚合物锂离子电池 胶体聚合物 铝/PP复合膜 没有隔阂或个μPE 铜箔和铝箔

锂电池-锂离子电池的功用
１、高能量密度

与同等容量的ＮＩ／ＣＤ或ＮＩ／ＭＨ电池比较，锂离子电池的分量轻，其体积比能量是这两类电池的１.５～２倍。

２、高电压

锂离子电池运用高电负性的含元素锂电极，使其端电压高达３.７Ｖ，这一电压是ＮＩ／ＣＤ或ＮＩ／ＭＨ电池电压的３倍。

３、无污染，环保型

４、循环寿数长

寿数超越５００次

５、高负载才能

锂离子电池能够大电流接连放电，从而使这种电池可被应用于摄象机、手提电脑等大功率用电器上。

６、优秀的安全性

因为运用优秀的负极材料，克服了电池充电过程中锂枝晶的生长问题，使得锂离子电池的安全性大大进步。同时选用特殊的可康复配件，保证了电池在运用过程中的安全性。

锂电池-应用
跟着二十世纪微电子技术的开展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。

最早得以应用于心脏起搏器中。因为锂电池的自放电率极低，放电电压平缓。使得起搏器植入人体长期运用成为可能。

锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算机，计算器，照相机、手表中。

应用举例
1、作电池组修理代换品有许多电池组：如笔记本电脑上用的那种，经修理发现，此电池组损坏时仅是单个电池有问题。能够选用适宜的单节锂电池进行更换。

2、制造高亮微型电筒笔者曾用单节3.6V1.6AH锂电池合作一个白色超高亮度发光管做成一只微型电筒，运用方便，小巧美观。并且因为电池容量大，均匀每晚运用半小时，至今已用两个多月仍无需充电。

3、替代3V电源
因为单节锂电池电压为3.6V。因而仅需一节锂电池便可替代两节一般电池，给收音机、随身听、照相机等小家电产品供电，不只分量轻，并且接连运用时间长。

锂电池-工艺
维护电路
由两个场效应管和专用维护集成块S--8232组成，过充电操控管FET2和过放电操控管FET1串联于电路，由维护IC监视电池电压并进行操控，当电池电压上升至4.2V时，过充电维护管FET1截止，停止充电。为防止误动作，一般在外电路加有延时电容。当电池处于放电状态下，电池电压降至2.55V时，过放电操控管FET1截止，停止向负载供电。过电流维护是在当负载上有较大电流流过期，操控FET1使其截止，停止向负载放电，意图是为了维护电池和场效应管。过电流检测是利用场效应管的导通电阻作为检测电阻，监视它的电压降，当电压降超越设定值时就停止放电。在电路中一般还加有延时电路，以区别浪涌电流和短路电流。该电路功用完善，功用可靠，但专业性强，且专用集成块不易购买，业余爱好者不易仿制。

充电电路
现在有不少商家出售不带充电板的单节锂电池。其功用优越，价格低廉，可用于自制产品及锂电池组的修理代换，因而深受广大电子爱好者喜爱。有爱好的读者可参照图二制造一块充电板。其原理是：选用恒定电压给电池充电，保证不会过充。输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。R1、Q1、W1、TL431组成精密可调稳压电路，Q2、W2、R2构成可调恒流电路，Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。跟着被充电池电压的上升，充电电流将逐步减小，待电池充溢后R4上的压降将降低，从而使Q3截止， LED将熄灭，为保证电池能够足够，请在指示灯熄灭后持续充1—2小时。运用时请给Q2、Q3装上适宜的散热器。本电路的长处是：制造简单，元器件易购，充电安全，显示直观，并且不会损坏电池．经过改变W1能够对多节串联锂电池充电，改变W２能够对充电电流进行大规模调理。缺点是：无过放电操控电路。

锂电池-总结
因为聚合物锂离子电池运用了胶体电解质不会象液体电液泄露，所以安装很容易，使得全体电池很轻、很薄。也不会发生漏液与燃烧爆破等安全上的问题，因而能够用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而能够进步整个电池的比容量；聚合物锂离子电池还能够选用高分子作正极材料，其质量比能量将会比现在的液态锂离子电池进步50％以上。此外,聚合物锂离子电池在作业电压、充放电循环寿数等方面都比液态锂离子电池有所进步。基于以上长处，聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。

锂离子电池内部成螺旋型结构，正极与负极之间由一层具有许多纤细小孔的薄膜纸隔开。锂离子电池的正极选用钴酸锂，正极集流体是铝箔；负极选用碳，负极集流体是铜箔，锂离子电池的电解液是溶解了LiPF6的有机体。锂离子电池盖帽上有防爆孔，在内部压力过大的情况下，防爆孔会自动打开泄压，以防止呈现爆破的现象。