鋰電池的原理及特點;
鋰電池是一種以鋰金屬或鋰合金為正/負極材料,使用非水電解質(zhì)溶液的電池。鋰電池的自放電率極低、放電電壓平緩等優(yōu)點,使植入人體的起搏器可以長時間運行而不需要再充電。鋰電池一般標(biāo)稱電壓高于3.0伏,比較適合集成電路供電。二氧化錳電池用于計算器、數(shù)碼相機和手表。為了開發(fā)性能更好的品種,人們研究了各種材料,從而生產(chǎn)出前所未有的產(chǎn)品。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,鋰電池已經(jīng)成為主流。鋰電池大致可以分為兩種:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池可以充電,其安全性、比容量、自放電率和性價比均優(yōu)于鋰離子電池。由于自身高科技要求的限制,只有少數(shù)國家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。
鋰電池工作原理:
1.鋰電池一般使用二氧化錳作為正極材料,鋰金屬或其合金金屬作為負極材料和非水電解質(zhì)溶液。放電反應(yīng):Li MnO2=LiMnO2
2.鋰電池:鋰離子電池一般采用鋰合金金屬氧化物為正極材料,石墨為負極材料,非水電解液。在帶電荷的正極上的反應(yīng)是LiCoO2=Li(1-x)CoO2 xLi xe-(電子)。在帶電負極上的反應(yīng)是6C xLi xe-=LixC6??沙潆婋姵氐目偡磻?yīng)為LiCoO2 6C=Li(1-x)CoO2 LixC6。
3.高能量密度鋰電池重量是同等容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半,體積是鎳鎘高壓的20-單節(jié)鋰離子電池工作電壓為3.7V(平均值),相當(dāng)于三節(jié)鎳鎘或鎳氫電池串聯(lián)。無污染的鋰離子電池不含鎘、鉛、汞等有害金屬物質(zhì)。不受禁止攜帶鋰電池上客機規(guī)定的限制,長循環(huán)壽命在正常情況下,鋰離子電池的充放電循環(huán)可以超過500次,磷酸鐵鋰可以達到2000次。無記憶效應(yīng)的記憶效應(yīng)是指鎳鎘電池在充放電循環(huán)過程中容量下降的現(xiàn)象。這種效應(yīng)在鋰離子電池中不存在。快速充電采用額定電壓為4.2V的恒流恒壓充電器,可使鋰離子電池在1.5-2.5小時內(nèi)充滿電;新開發(fā)的磷酸鐵鋰電池,35分鐘即可充滿電。三.優(yōu)缺點分析1優(yōu)點(1)能量更高。
鋰電池的特點:
1.鋰電池儲能密度高,已達到460-600Wh/kg,約為鉛酸電池的6-7倍;使用壽命長,可達6年以上。以磷酸鐵鋰為正極的電池在1C(100%DOD)充放電,可使用10000次;額定電壓高(單個工作電壓為3.7V或3.2V),約等于三節(jié)鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓,便于組成電池電源組;鋰電池可以通過鋰電池穩(wěn)壓器的新技術(shù)調(diào)節(jié)到3.0V,適用于小型電器。
2.鋰電池具有較高的動力承載能力,其中電動車用磷酸鐵鋰鋰離子電池可達到15-30C的充放電容量,便于啟動加速;鋰電池自放電率很低,這是電池突出的優(yōu)點之一,一般可以在1%/月以下,不到鎳氫電池的1/20;鋰電池重量輕,約為同等體積下鉛酸產(chǎn)品的1/6-1/5;7)對高低溫適應(yīng)性強,可在-20 - 60的環(huán)境中使用,經(jīng)工藝處理后可在-45的環(huán)境中使用;
3.鋰電池綠色環(huán)保,無論是生產(chǎn)、使用還是廢棄,都不含有或產(chǎn)生任何有毒有害的重金屬元素和鉛、汞、鎘等物質(zhì)。
4.鋰電池生產(chǎn)基本不消耗水,對缺水的我國非常有利。比能是指單位重量或體積的能量。比能用Wh/kg或wh/l表示,Wh是能量的單位,w是瓦特,h是小時;Kg是千克(重量單位),l是升(體積單位)。