鋰電池的優(yōu)缺點
鋰電池雖然是作為當下最受歡迎的電池,但是隨著技術(shù)的發(fā)展,鋰電池也分類很多種,每種都有其各自的優(yōu)缺點,但是總來說,鋰電池具有如下的共同優(yōu)缺點:
1、鋰電池的優(yōu)點
(1)電壓高:單體電池的工作電壓高達3.7-3.8V(電芯電壓最高可充到4.2V),是Ni-Cd、Ni-H電池的3倍。
(2)比能量大:目前能達到的實際比能量為555Wh/kg左右,即材料能達到150mAh/g以上的比容量(3-4倍于Ni-Cd,2-3倍于Ni-MH),已接近于其理論值的約88%。
(3)循環(huán)壽命長:一般均可達到500次以上,甚至1000次以上,磷酸鐵鋰的可以達到2000次以上。對于小電流放電的電器,電池的使用期限,將倍增電器的競爭力。
(4)安全性能好:無公害,無記憶效應.作為Li-ion前身的鋰電池,因金屬鋰易形成枝晶發(fā)生短路,縮減了其應用領(lǐng)域:Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環(huán)境有污染的元素:部分工藝(如燒結(jié)式)的Ni-Cd電池存在的一大弊病為“記憶效應”,嚴重束縛電池的使用,但Li-ion根本不存在這方面的問題。
(5)自放電?。菏覝叵鲁錆M電的Li-ion儲存1個月后的自放電率為2%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。
(6)可快速充放電:充電30分鐘容量可以達到標稱容量的80%以上,現(xiàn)在磷鐵電池可以達到10分鐘充電到標稱容量的90%。
(7)工作溫度范圍高:工作溫度為-25~55癈,隨著電解液和正極的改進,期望能擴寬到-40~70癈。
2、鋰電池的缺點
(1)衰老:與其它充電電池不同,鋰離子電池的容量會緩慢衰退,與使用次數(shù)無關(guān),而與溫度有關(guān)??赡艿臋C制是內(nèi)阻逐漸升高,所以,在工作電流高的電子產(chǎn)品更容易體現(xiàn)。用鈦酸鋰取代石墨似乎可以延長壽命。儲存溫度與容量永久損失速度的關(guān)系:
充電電量 | 儲存溫度0℃ | 儲存溫度25℃ | 儲存溫度40℃ | 儲存溫度60℃ |
40%~60% | 2%/年 | 4%/年 | 15%/年 | 25%/年 |
100% | 6%/年 | 20%/年 | 35%/年 | 80%/6月 |
(2)不耐受過充:過充電時,過量嵌入的鋰離子會永久固定于晶格中,無法再釋放,可導致電池壽命短及產(chǎn)氣造成氣鼓。
(3)不耐受過放:過放電時,電極脫嵌過多鋰離子,可導致晶格坍塌,從而縮短壽命及產(chǎn)氣造成氣鼓。
(4)需要多重保護機制:由于錯誤使用會減少壽命,甚至可能導致爆炸,所以,鋰離子電池設(shè)計時增加了多種保護機制。
保護電路:防止過充、過放、過載、過熱。
排氣孔:避免電池內(nèi)部壓強過大。
隔膜特性:有較高的抗穿刺強度,防止內(nèi)部短路;在電池內(nèi)部溫度過高時還能融化,阻止鋰離子通過,阻滯電池反應,升高內(nèi)阻(至2kQ)。
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