锂离子电池充放电原理图

由原理图2-1可以看出,锂离子电池的高倍率充放电性能与锂离在正负电极、电解质以及它们界面处的迁移能力密切相关[4]。因此围绕锂离子动力电池快速充电的研究,即为如何提高锂离子在充放电的迁移速度[5]。

2.1.3锂离子电池优缺点

锂离子电池的优点:

1)工作电压高

单体锂离子电池的工作电压高达3.2v-3.7V,约等于3只镍镉电池或镍氢电

池的串联电压,便于组成电池电源组;

2)重量轻、比能量大

具有高储存能量密度,目前已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍,在金属中,锂作为电池的材料具有的优势在于提供高电压、高能量密度的同时,其重量是最轻的。同时l克金属锂的放电容量最大,使用少量的金属锂就可以获得大的电池容量,以此来实现电池的轻量化;

3) 电池寿命长

锂离子电池的容量大使用寿命相对较长,与镍镉、镍氢电池相比,锂离子电池的使用寿命,在相同的电压下是镍镉、镍氢电池的1.5倍,在相同的重量下是镍镉、镍氢电池的1.5-2倍。目前锂离子电池的循环次数一般在500次以上。

4) 自放电率低

由于电解液与电极之间没有化学反应发生,电能损失很少,室温下充满电的锂离子电池储存1个月后的自放电率为10%左右,大大低于镍镉电池的25~30%、镍氢电池的30---40%。

5) 放电连续平稳

锂离子电池可连续平稳地放电,曲线平滑。

6) 无记忆效应、无污染

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。是世界范围内公认的绿色环保电池。同时也没有镍镉电池的记忆效应;

尽管锂离子电池有以上诸多优点,但同时其也存在一些缺点:来~自^优尔论+文.网www.youerw.com/

1) 安全性

锂电池均存在安全性差,有发生爆炸的危险。钴酸锂材料的锂电池不能大电流放电安全性差;

2)放电电流小

锂离子电池不适合用作大电流放电,过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量)。在平时的使用中应该小于最大厂方给定的最大放电电流;

3) 生产成本

电池生产要求高,成本大。主要表现在LiCoO2的价格高(Co的资源较小),电解质体系提纯困难;

4) 需要保护

在使用中要注意过充和过放的保护,过充将破坏正极结构而影响性能和寿命,过放会导致活性物质的恢复困难,故也需要有保护线路控制。

相比于聚合物锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池、燃料电池,锂离子电池在循环寿命、重量能量密度、月自放电率、过充承受能力、单体额定电压方面有一定得优势

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