锂离子电池基本知识 锂离子电池充、放电的特性
锂离子电池基本知识
1、锂离子电池的广泛用途
发展高科技的目的是为了使其更好的服务于人类。锂离子电池自1990年问世以来,因其卓越的性能得到了迅猛的发展,并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域,象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等,且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。应用表明,锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。
锂离子电池已经快速成为便携式设备的标准电源;锂离子电池能提供和镍氢电池一样的能量,但在重量方面则可减少大约35%,这对于象摄像机和笔记本电脑之类的用电设备来说是至关重要的。锂离子电池完全没有“记忆效应”和不含有有毒物质的优点也是使它成为标准电源的重要因素。
2.什么是锂离子电池?
- 锂电池的负极材料是锂金属材料,正极是碳元素材料。按照大家习惯上的命名规律,我们称这种电池为锂离子电池。
- 锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极材料是碳材。
3.锂离子电池是由哪些元件组成的
(1)电池盖
(2)正 极----活性物质为 氧化 钴锂
(3)隔 膜----一种特殊的复合膜
(4)负 极----活性物质为碳
(5)有机电解液
(6)电池壳
4.锂离子电池的工作原理
锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
不难看出,在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。所以,专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。
锂离子电池充、放电的特性
充电→
LiCoMO2+Cn →
← Li1-XCoMO2+CnLiX
←放电
放电时锂离子不能完全移向正极,必须保留一部分锂离子在负极,以保证下次充电时的锂离子畅通嵌入通道;否则,电池寿命就相当短,为了保证碳层中放电后留有部分锂离子,就要严格限制放电终止最低电压;也就是锂离子电池不能过放电、放电终止最低电压通常为3.0V/节,最低也不能低于2.7V/节;同时,根据锂离子工作原理最高充电终止应为4.2V,不能过充,否则会因正极LiCoO2中的Li离子拿走太多时,造成所谓的晶型瘫塌,而使电池表现出寿命终结状态。由此可见,锂离子充/放电控制精度要求相当高,既不能过充,也不能过放。否则都将影响电池寿命,这是由锂离子电池工作机理所决定的。
锂离子电池分液态锂离子电池和聚合物锂离子电池(Li-ion Polymer)聚合物锂离子根据电解液不同又分固体和胶体状电解液。