最主要的區(qū)別是金屬鋰電池是一次性電池,鋰離子電池是可充電循環(huán)電池!金屬鋰電池跟普通干電池的原理一樣,它是用金屬鋰作為電極,通過金屬鋰的腐蝕或叫氧化來產(chǎn)生電能的,用完就廢了,不能充電;鋰離子電池一般用鈷酸鋰做正極,碳做負極,中間填充電解液以形成離子游離的通道,用隔膜來分離正負極防止短路。當充電時由于電場作用鋰離子從鈷酸鋰中游出,游離在電液中穿過隔膜中的孔隙,到達負極與碳反應生成碳化鋰;放電過程與此相反,鋰離子又回到正極,這就是鋰離子電池的充放電過程。
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鋰電池的特點
1、具有更高的能量重量比、能量體積比;
2、電壓高,單節(jié)鋰電池電壓為3.6V,等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓;
3、自放電小可長時間存放,這是該電池最突出的優(yōu)越性;
4、無記憶效應.鋰電池不存在鎳鎘電池的所謂記憶效應,所以鋰電池充電前無需放電;
5、壽命長.正常工作條件下,鋰電池充/放電循環(huán)次數(shù)遠大于500次;
6、可以快速充電.鋰電池通常可以采用0.1倍容量的電流充電,使充電時間縮短至1~2小時;
7、可以隨意并聯(lián)使用;
8、由于電池中不含鎘、鉛、汞等重金屬元素,對環(huán)境無污染,是當代最先進的綠色電池;
鋰離子電池優(yōu)點:
1) 電壓高,單體電池的工作電壓高達3.6-3.9V,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100-125Wh/kg和240-300Wh/L(2倍于Ni-Cd,1.5倍于Ni-MH),未來隨著技術發(fā)展,比能量可高達150Wh/kg和400 Wh/L
3) 循環(huán)壽命長,一般均可達到500次以上,甚至1000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) 自放電小,室溫下充滿電的Li-ion儲存1個月后的自放電率為10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%.
6) 可快速充放電,1C充電是容量可以達到標稱容量的80%以上.
7) 工作溫度范圍高,工作溫度為-25~45°C,隨著電解質(zhì)和正極的改進,期望能擴寬到-40~70°C.
鋰離子電池也存在著一定的缺點,如:
1) 電池成本較高.主要表現(xiàn)在正極材料LiCoO2的價格高(Co的資源較少),電解質(zhì)體系提純困難.
2) 不能大電流放電.由于有機電解質(zhì)體系等原因,電池內(nèi)阻相對其他類電池大.故要求較小的放電電流密度,一般放電電流在0.5C以下,只適合于中小電流的電器使用.
3) 需要保護線路控制.
A、 過充保護:電池過充將破壞正極結(jié)構(gòu)而影響性能和壽命;同時過充電使電解液分解,內(nèi)部壓力過高而導致漏液等問題;故必須在4.1V-4.2V的恒壓下充電;
B、 過放保護:過放會導致活性物質(zhì)的恢復困難,故也需要有保護線路控制.
摘要:綜述了鋰離子電池的發(fā)展趨勢,簡述了鋰離子電池的充放電機理理論研究狀況,總結(jié)歸納了作為核心技術的鋰電池正負電極材料的現(xiàn)有的制備理論和近來發(fā)展動態(tài),評述了正極材料和負極材料的各種制備方法和發(fā)展前景,重點介紹了目前該領域的問題和改進發(fā)展情況.、成本高.與其它可充電池相比,鋰電池價格較貴.