鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:633次 | 2019年06月20日
鋰電池有哪些優(yōu)越特性
鋰電池具有工作電壓高,比能量高,工作溫度范圍寬,放電平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn),是近年來化學(xué)電源研究的重點(diǎn)。關(guān)于鋰電池的研究開始于五十年代末,其發(fā)展經(jīng)歷了鋰一次電池,金屬鋰二次電池,和鋰離子二次電池三個(gè)階段.
鋰一次電池通常直接以金屬鋰作為負(fù)極,根據(jù)電解液的類型和所采用的陰極材料,可分為可溶性陰極電池(如Li/SO2,Li/SCC12和Li/S02C12等)、固體陰極電池(如Li/Mn02,Li/(CF)。和LifCuO等),固體電解質(zhì)電池(如Li/LiI/I2(P2VP))和熔融鹽電解質(zhì)電池(LiA1/LiC1-KC1/FeS2)四大類。
自從進(jìn)入20世紀(jì)以來,便攜式電子設(shè)備被設(shè)計(jì)得越來越小,更輕、更小、使用持續(xù)時(shí)間更長的可充電電池的需求量也隨之增長。盡管錫鎳電池為滿足這方面的要求已作了大量的工作,但是它在能量方面的性能已經(jīng)達(dá)到了極限,況且它對環(huán)境的影響很大。因此需要發(fā)展一種新穎的電化學(xué)電池。八十年代以來,以金屬鋰做陽極、采用無水電解液的原電池已經(jīng)成功地介入市場。同普通的采用含水電解液的干電池比較,它們具有顯著的特點(diǎn):1)高電壓;2)高比能量(包括體積比能量和重量比能量);3)低自放電率;4)廣闊的反應(yīng)溫度范圍。因此,作為高比能量電池的候選者,鋰電池引起了人們越來越多的關(guān)注。
(1)鋰電池供電電壓高,一般為3.6V,約為鎳鎘電池、鎳氫電池電壓的3倍。對于供電電壓要求較高的電子設(shè)備,電池組所需串聯(lián)電池?cái)?shù)也可大大減少。因此組合使用的鋰電池容易獲得更高的電壓。
(2)比能量高,即同重量的鋰電池提供的能量比其它電池高。鋰電池的比能量一般為鎳鎘電池、鎳氫電池的2~3倍。因此有利于便攜式電子設(shè)備小型輕量化。
(3)無記憶效應(yīng)。鎳鎘電池、鎳氫電池都有記憶效應(yīng),必須進(jìn)行定期放電,否則就會因記憶效應(yīng)導(dǎo)致電池失效。而鋰電池?zé)o記憶效應(yīng),不必理會殘余電量的多少,可直接進(jìn)行充電。這樣就使鋰電池效能得到充分發(fā)揮。
(4)使用壽命長。鋰電池采用碳負(fù)極,在充放電過程中碳負(fù)極不會生成金屬鋰,從而可以避免電池因內(nèi)部金屬鋰短路而損壞。目前,鋰電池的循環(huán)壽命可達(dá)5000次以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它各類電池。
(5)工作環(huán)境溫度范圍寬,一般可在一30℃川0℃之間工作,具有優(yōu)良的高低溫放電性能。
(6)自放電率低。自放電率又稱電荷保持率,是指電池放置不用時(shí)自動(dòng)放電的多少。鋰電池的自放電率為2%~5%,鎳鎘電池在25%~30%之間,鎳氫電池在30%~35%之間。因此,同樣環(huán)境下鋰電池保持電荷的時(shí)間最長。
(7)鋰電池不含任何汞、鎘等有毒元素,是真正的綠色環(huán)保電池。
基于以上優(yōu)點(diǎn),鋰電池被廣泛應(yīng)用在便攜式電子設(shè)備中。而另一方面,鋰電池因其能量密度高,使得難以確保電池的安全性。具體而言,在過充電狀態(tài)下,電解質(zhì)會被分解,使得電池內(nèi)部的溫度和壓力上升;在過放電狀態(tài)下,負(fù)極中的電解材料——銅會熔化而造成內(nèi)部短路,使溫度升高:在外部電路短路或放電電第一章緒論3流過大時(shí),由于高內(nèi)阻的特性,電池內(nèi)部功率消耗增加,溫度也會上升,可能引起電解液的氧化或分解,導(dǎo)致鋰電池壽命縮短。除此之外,假若鋰電池進(jìn)行過度的放電,則會使電池內(nèi)的電解液產(chǎn)生變化,可循環(huán)充電的次數(shù)會因此而減少,進(jìn)而影響鋰電池的使用壽命。
由于鋰電池存在上述所分析的缺點(diǎn),在鋰電池的應(yīng)用中必須加上保護(hù)電路。保護(hù)電路的基本功能也要和上述缺點(diǎn)相對應(yīng),于是我們要求鋰電池電源保護(hù)芯片要能實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)最基本的功能:過充電保護(hù)、過放電保護(hù)、過電流保護(hù)以及短路保護(hù)。由以上鋰電池的應(yīng)用要求可知,為提高鋰電池的使用壽命并保證電池的安全使用,鋰電池保護(hù)電路需要具有以下功能:
(1)如果充電電壓超過電池允許的最大值,能夠提供電池放電回路。
(2)如果放電電壓低于電池允許的最小值,能夠提供電池充電回路。則切斷電池與外部電路的連接,并且則切斷電池與外部電路的連接.
(3)如果電池的充、放電電流大于極限值,則切斷電池與外部電路的連接。
(4)當(dāng)電池回復(fù)正常狀態(tài)后,保護(hù)電路應(yīng)能相應(yīng)的解除保護(hù)狀態(tài),使電池能夠繼續(xù)正常工作。
溫馨提示:
1、鋰電池長時(shí)間存放不用,應(yīng)保持50%-60%荷電態(tài),每3個(gè)月應(yīng)進(jìn)行一次補(bǔ)充電,每半年應(yīng)進(jìn)行充放一次。
2、在運(yùn)輸過程中,應(yīng)注意防潮、防濕,避免擠壓、碰撞等,以免電池?fù)p壞。
3、禁止在高溫下(炙熱的陽光下或很熱的汽車中)使用或放置電池,否則可能會引起電池過熱、起火或功能失效、壽命減短。
4、禁止存放在強(qiáng)靜電和強(qiáng)磁場的地方,否則易破壞電池安全保護(hù)裝置,帶來不安全的隱患。
5、如果電池發(fā)出異味、發(fā)熱、變色、變形或使用、貯存、充電過程中出現(xiàn)任何異常,立即將電池從裝置或充電器中移離并停用。
6、廢棄之電池應(yīng)用絕緣紙包住電極,以防起火、爆炸。
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