什么是锂电池?|什么是锂电池来自百度百科

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什么是锂电池?

什么是锂电池?锂电池就以锂氧化合物为正极、与负极物质(石墨等)、溶有锂盐(LiPF6等)的有机溶剂为电解液组成的电池,生活中经常接触的手机电池就是锂电池细分领域应用的一种,而锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。锂电池是锂离子电池的简称,目前作为新型储能电池,正在逐步取代传统的铅酸电池。

一、什么是锂电池分类:

锂电池分类就是以形状,电池材料,应用领域来区分的就称为锂电池分类,常见的锂电池分类如下:

1、按形状分类:可以分为圆柱形锂电池,方形锂电池,异形锂电池。

2、按材料分类:可以分为钛酸锂电池,三元锂电池,磷酸铁锂电池。

3、按硬质分类:可以分为软包装锂电池,硬包装锂电池。

4、按应用分类:可以分为太阳能路灯锂电池,手机锂电池,手环锂电池,蓝牙耳机锂电池等等。

二、什么是锂电池自放电?

自放电是指的电池没有使用时,锂电池电压在慢慢降低,在一定时间内电压降低的过程,常见的自放电有。

1、损失容量能够可逆得到补偿的自放电。

2、损失容量无法可逆补偿的自放电。

三、什么是锂电池性能?

锂电池性能指的电池的电压,内阻,重量,充电,放电,尺寸,外观等综合性能指标,称为锂电池性能。

四、什么是锂金属电池?

锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

放电反应:Li+MnO2=LiMnO2。

五、什么是锂离子电池?

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

充电正极上发生的反应为LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)。

充电负极上发生的反应为6C+XLi++Xe- = LixC6。

充电电池总反应:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6。

六、锂电池的发展历程有那些?

1、1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂电池。

2、1980年J. Goodenough 发现钴酸锂可以作为锂离子电池正极材料。

3、1982年伊利诺伊理工大学(the Illinois Institute of Technology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性,此过程是快速的,并且可逆。与此同时,采用金属锂制成的锂电池,其安全隐患备受关注,因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。

4、1983年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料,具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高,且氧化性远低于钴酸锂,即使出现短路、过充电,也能够避免了燃烧、爆炸的危险。

5、1989年,A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。

6、1991年索尼公司发布首个商用锂离子电池。随后,锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。

7、1996年Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐,如磷酸锂铁(LiFePO4),比传统的正极材料更具优越性,因此已成为当前主流的正极材料。

8、随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用,锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用,并在逐步向其他产品应用领域发展。

9、1998年,天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。

10、2018年7月15日,从科达煤炭化学研究院获悉,一种由纯碳作为主要成分的高容量高密度锂电池用特种碳负极材料在该院问世,这种由全新材料制备的锂电池可以实现汽车续航里程突破600公里。

七、锂电池的材料有那些?

1、碳负极材料:已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。

2、锡基负极材料:锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。没有商业化产品。

3、氮化物:也没有商业化产品。

4、合金类:包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金 ,也没有商业化产品。

5、纳米级:纳米碳管、纳米合金材料。

6、纳米氧化物:目前根据2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向,诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨,锡氧化物,纳米碳管里面,极大地提高锂电池的充放电量和充放电次数。

八、锂电池的爆炸原因有那些?

1、内部极化较大。

2、极片吸水,与电解液发生反应气鼓。

3、电解液本身的质量、性能问题。

4、注液时候注液量达不到工艺要求。

5、装配制程中激光焊接密封性能差,测漏气时漏气。

6、粉尘、极片粉尘首先易导致微短路。

7、正负极片较工艺范围偏厚,入壳难。

8、注液封口问题,钢珠密封性能不好导致气鼓。

9、壳体来料存在壳壁偏厚,壳体变形影响厚度。

10、外面环境温度过高也是导致爆炸的主要原因。

圆柱形18650锂电池

九、锂电池的保护措施有那些?

1、锂电池芯过充到电压高于 4.2V 后,会开始产生副作用。过充电压愈高,危险性也跟着愈高。锂电芯电压 高于 4.2V 后, 正极材料内剩下的锂原子数量不到一半, 此时储存格常会垮掉, 让电池容量产生永久性的下降。 如果继续充电,由于负极的储存格已经装满了锂原子,后续的锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会 由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜纸,使正负极短路。有时在短路 发生前电池就先爆炸,这是因为在过充过程,电解液等材料会裂解产生气体,使得电池外壳或压力阀鼓涨破 裂,让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应,进而爆炸。

2、因此,锂电池充电时,一定要设定电压上限, 才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为 4.2V。 锂电芯放电时也要有电压下限。 当电芯电压低于 2.4V 时, 部分材料会开始被破坏。 又由于电池会自放电, 放愈久电压会愈低,因此,放电时最好不要放到 2.4V 才停止。锂电池从 3.0V 放电到 2.4V 这段期间,所释放 的能量只占电池容量的 3%左右。因此,3.0V 是一个理想的放电截止电压。 充放电时,除了电压的限制,电流的限制也有其必要。电流过大时,锂离子来不及进入储存格,会聚集 于材料表面。

3、这些锂离子获得电子后,会在材料表面产生锂原子结晶,这与过充一样,会造成危险性。万一 电池外壳破裂,就会爆炸。 因此,对锂离子电池的保护,至少要包含:充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂电 池组内,除了锂电池芯外,都会有一片保护板,这片保护板主要就是提供这三项保护。但是,保护板的这三 项保护显然是不够的,全球锂电池爆炸事件还是频传。要确保电池系统的安全性,必须对电池爆炸的原因, 进行更仔细的分析。

十、锂电池的优点有那些?

1、能量比较高。具有高储存能量密度,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍。

2、使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池1C(100%DOD)充放电,有可以使用10,000次的记录。

3、额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组;锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术,将电压调至3.0V,以适合小电器的使用。

4、具备高功率承受力,其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速。

5、自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20。

6、重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5。

7、高低温适应性强,可以在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用。

8、绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。

9、生产基本不消耗水,对缺水的我国来说,十分有利。

比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位,W是瓦、h是小时;kg是千克(重量单位),L是升(体积单位)。

十一、锂电池的缺点有那些?

1、锂原电池均存在安全性差,有发生爆炸的危险。

2、钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电,价格昂贵,安全性较差。

3、锂离子电池均需保护线路,防止电池被过充过放电。

4、生产要求条件高,成本高。

5、使用条件有限制,高低温使用危险大。

十二、锂电池的应用有那些?

锂电池可以应用在电动车,电动工具,照明灯具,新能源汽车等产品上面。

十三、锂电池的保存方法有那些?

1、锂原电池:也称一次锂电池。可以连续放电,也可以间歇放电。一旦电能耗尽便不能再用,在照相机等耗电量较低的电子产品中广泛使用。 锂原电池自放电很低,可保存3年之久,在冷藏的条件下保存,效果会更好。将锂原电池存放在低温的地方,不失是一个好方法。 注意事项:锂原电池与锂离子电池不同,锂原电池不能充电,充电十分危险!

2、锂离子电池:也称二次锂电池。在20℃下可储存半年以上,这是由于它的自放电率很低,而且大部分容量可以恢复。

锂电池存在的自放电现象,如果电池电压在3.6V以下长时间保存,会导致电池过放电而破坏电池内部结构,减少电池寿命。因此长期保存的锂电池应当每3~6个月补电一次,即充电到电压为3.8~3.9V(锂电池最佳储存电压为3.85V左右)、保持在40%-60%放电深度为宜,不宜充满。电池应保存在4℃~35℃的干燥环境中或者防潮包装。 要远离热源,也不要置于阳光直射的地方。

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