锂电基础知识

      

锂电基础知识

 

一、锂离子电池发展现状

    锂离子电池分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)。液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。在充、放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌,被形象地称为摇椅电池Rocking Chair Batteries,缩写为RCB)。自1990年开发成功以来,由于它具有比能量高(是镉-镍电池的2-3倍,氢-镍电池的1-2倍)、工作电压高(3.6V,是镉-镍、氢-镍电池的三倍)、体积小(比氢-镍电池小30%)、质量轻(比氢-镍电池轻50%)、应用温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无污染、**性能好、无记忆效应等独特的优势,现已广泛用作袖珍贵重家用电器如移动电话、便携式计算机、摄象机、照相机等的电源,并已在航空、航天、航海、人造卫星、小型医疗仪器及**通讯设备领域中逐步替代传统的电池。

聚合物锂离子电池的正负极与液态锂离子电池相同,只是原来的液态电解质改为含有锂盐的凝胶聚合物电解质。它除具有液态锂离子电池的优点外,由于采用不流动电解质,还具有**性能更好的优点,因此更适合用做微型电器的电源,应用范围更广。自1999年聚合物锂离子电池实现产业化以来,已部分替代液态锂离子电池。

锂离子电池的应用前景十分广阔,据统计,目前,仅移动电话使用的电池中锂离子电池就占70%以上,而中国的移动电话用户为****,这表明锂离子电池还有很大的潜在市场。随着高新技术的发展和人民生活水平的提高,锂离子电池制造技术的进步和电池成本的下降,又将大大加快现代移动通讯和家用电器的发展速度,并促进国防**、电信技术的发展。可以预言,锂离子电池将成为21世纪人造卫星、宇宙飞船、潜艇、鱼雷、**导弹、火箭、飞机等现代高科技领域的重要化学电源之一。大容量、高功率的动力型锂离子电池将成为环保型电动汽车的理想电源。

二、电池基本术语

1.电池内阻

电池内阻是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻值大,会导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短。

内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。电池内阻是衡量电池性能的一个重要参数。

2.电池的容量

电池的容量有额定容量和实际容量之分。

2.1.电池的额定容量是指电池在环境温度为20±5条件下,以5h率放电至终止电压时所应提供的电量,用C5表示。

2.2.电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量,主要受放电倍率和温度的影响(故严格来讲,电池容量应指明充放电条件)。

2.3.容量常见单位有:mAhAh(1Ah=1000mAh)

2.4.影响电池容量的因素主要有两个方面:一是活性物质的重量;二是活性物质的利用率。其中活性物质的利用率包括:

1)活性物质的活性:残余电化学反应的能力,与其晶形结构、制造方法和含杂质多少有关;

2)电极和电池的结构:成型方法、极板孔径、厚度、真实表面积大小;

3)电解液的组成;

4)制造工艺;

5)放电制度(T放、I放、V终)。

  2.5.电池的放电容量计算方法

在没有特别指明的情况下,电池放电容量均是指在一定倍率的恒流下放电至2.75V时所持续的时间。电池在不同温度下的放电容量均可根据该电池的放电时间(T)和放电电流(I)来计算,公式为: C(mAh)=I(mA)*T(h)

以公司的产品为例如,一只PLB402035额定容量为230mAh的电池在常温下用恒流0.5C5A(115mA)放电,由4.2V放电至2.75V时所持续的时间为125min,利用以上的公式计算它的放电容量(C))应是:放电电流I(115mA)*放电时间125/60(h)=239.6mAh 由此得出该电池的放电容量为239.6mAh   

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