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鋰離子電池基礎知識大匯萃

來源：東莞市貝爾試驗設備有限公司 2009年07月14日 10:04

鋰離子電池名稱簡介

現(xiàn)已廣泛被大家使用的鋰離子電池是由鋰電池發(fā)展而來的。所以在認識鋰離子電池之前，我們先來介紹一下鋰電池。

舉例來講，以前照相機里用的扣式電池就屬于鋰電池。鋰電池的負極材料是鋰金屬，正極材料是碳材。按照大家習慣上的命名規(guī)律，我們稱這種電池為鋰電池。

鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負極材料是碳材。電池通過正極產(chǎn)生的鋰離子在負極碳材中的嵌入與遷出來實現(xiàn)電池的充放電過程，為了區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的鋰電池，所以人們稱之為鋰離子電池。

鋰離子電池的廣泛用途

發(fā)展高科技的目的是為了使其更好的服務于人類。鋰離子電池自1990年問世以來，因其的性能得到了迅猛的發(fā)展，并廣泛地應用于社會。鋰離子電池以其它電池所不可比擬的優(yōu)勢迅速占領了許多領域，象大家熟知的、筆記本電腦、小型攝像機等等，且越來越多的國家將該電池應用于軍事用途。應用表明，鋰離子電池是一種理想的小型綠色電源。

　　鋰離子電池的主要構成

（1）電池蓋

（2）正極----活性物質(zhì)為氧化鈷鋰

　（3）隔膜----一種特殊的復合膜

　（4）負極----活性物質(zhì)為碳

　（5）有機電解液

　（6）電池殼

　鋰離子電池的*性能

我們經(jīng)常說的鋰離子電池的*性是針對于傳統(tǒng)的鎳鎘電池（Ni/Cd）和鎳氫電池（Ni/MH）來講的。那么，鋰離子電池究竟好在哪里呢？

（1）工作電壓高

（2）比能量大

（3）循環(huán)壽命長

（4）自放電率低

（5）無記憶效應

　（6）無污染

　　以下是鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池性能的對比：

技術參數(shù)鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池

　　工作電壓（V） 1.2 1.2 3.6

　　重量比能量（Wh/Kg） 50 65 105-140

　　體積比能量（Wh/l） 150 200 300

　　充放電壽命（次） 500 500 1000

　　自放電率（%/月） 25-30 30-35 6-9

　　有無記憶效應有有無

　　有無污染有無無

　鋰離子電池的工作原理

大家都已知道，鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負極是碳。

鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

同樣道理，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極。回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。

不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負極→正極的運動狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。

　鋰離子電池的組裝過程

鋰離子電池的工藝技術非常嚴格、復雜，這里只能簡單介紹一下其中的幾個主要工序。

（1）制漿

用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負極活性物質(zhì)混合，經(jīng)高速攪拌均勻后，制成漿狀的正負極物質(zhì)。

　（2）涂膜

將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正負極極片。

（3）裝配

按正極片--隔膜--負極片--隔膜自上而下的順序放好，經(jīng)卷繞制成電池極芯，再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過程，即完成電池的裝配過程，制成成品電池。

（4）化成

用的電池充放電設備對成品電池進行充放電測試，對每一只電池都進行檢測，篩選出合格的成品電池，待出廠。

　鋰離子電池的安全特性

鋰離子電池已非常廣泛的應用于人們的日常生活中，所以它的安全性能應該是鋰離子電池的*項考核指標。對于鋰離子電池安全性能的考核指標，上規(guī)定了非常嚴格的標準，一只合格的鋰離子電池在安全性能上應該滿足以下條件。

　（1）短路：不起火，不爆炸

　（2）過充電：不起火，不爆炸

　（3）熱箱試驗：不起火，不爆炸（150℃恒溫10min）

?。?/span>4）針剌：不爆炸（用Ф3mm釘穿透電池）

?。?/span>5）平板沖擊：不起火，不爆炸（10kg重物自1M高處砸向電池）

?。?/span>6）焚燒：