电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
锂电池的紧要种类：
一、锂电池按外型分：有方型锂电（如常用的手机电池电芯）和柱形（如18650）
二、锂电池外包材料分：铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池
三、锂电池从正负极材料（添加剂）分：沽酸锂(LiCoO2)电池或锰酸锂（LiMn2O4），磷酸铁锂电池，一次性二氧化锰锂电池；另一分：锂离子LIB，聚合物PLB
■锰酸锂电池
锰酸锂电池是指正极使用锰酸锂材料的电池。锰酸锂电池其标称电压在2.5~4.2v，锰酸锂电池以成本低，安全性好而被广泛使用。
用途范围：我国锰酸锂电池紧要是做动力锂离子电池，使用在新能源车辆范畴。
■三元聚合物锂电池
三元聚合物锂电池是指正极材料使用镍钴锰酸锂或者镍钴铝酸锂的三元正极材料的锂电池，在容量与安全性方面比较均衡。三元复合正极材料前驱体产品，是以镍盐、钴盐、锰盐为原料，里面镍钴锰的比例可以依据实际要调整。三元锂电池能量密度更大，但安全性常常受到怀疑。
用途范围：目前三元材料聚合物锂电芯在笔记本电池范畴使用广泛，全球5大电芯品牌SANYO，PANASONIC，SONY，LG，SAMSUNG都已推出三元材料的电芯。
■磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池，是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂电池。磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃而锰酸锂和钴酸锂只在200℃左右。工作温度范围宽敞（-20C--+75C），有耐高温特性。
磷酸铁锂电池用途范围：可适用于大型电动车辆：公交车、电动车、景点游览车及混合动力车等;轻型电动车：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等;电动工具：电钻、电锯、割草机等;遥控汽车、船、飞机等玩具;太阳能及风力发电的储能设备;UPS及应急灯、警示灯及矿灯;替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池;小型医疗仪器设备及便携式仪器等。
不过目前广泛使用于新能源汽车范畴，与三元聚合物锂电池和锰酸锂电池在汽车范畴三足鼎立。
■钴酸锂电池
钴酸锂电池可以算是锂电池正极材料的鼻祖，其电化学性能优越，振实密度大。钴酸锂电池结构稳定、容量比高、综合性能突出、但是其安全性差、成本非常高，紧要用于中小型号电芯，广泛使用于笔记本电脑、手机、MP3/4等小型电子设备中，标称电压3.7V。
锂电池又分为锂一次电池（又称锂原电池）与锂二次电池（锂充电电池），与1912年由GilbertN.Lewis一次提出，将人们的视线引向了活泼金属电池上。在锂二次电池的基础上，又发展起来锂电池。
Li-MnO2电池（锂一次电池）Li-MnO2电池是锂电池中使用较多的一种有机电解质电池，一般做成钮扣型或圆柱形，开路电压为3.5V，负荷电压为2.8V，比能量可达200Wh/kg和500Wh/L，常温下电池储存寿命超过10年，且储存和放电过程中无气体放出，安全性能好。
（-）Li∣LiClO4，PC+DMG∣MnO2（+）
负反应：Li-e-→Li+
正反应：MnO2+Li++e-→MnOOLi
电池反应：Li+MnO2→MnOOLi
按照上述反应，Li-MnO2放电时负锂生成Li+进入电解质溶液，正二氧化锰得电子还原成三价锰，同时，锂离子进入二氧化锰晶格中形成MnO2（Li），即MnOOLi。这类电池紧要用于低倍率放电。其能量比约为铅酸电池的5到7倍。电池储存和放电过程中无气体放出，自放电小，不会因活性物质分析引起电池内压增大。中小容量的电池适合于小型电子计算机、照相机及小型通讯机的电源，大容量的电池适合于要求电池比能量高、使用时间长的场合，因此可作为军事范畴的理想电源。
Li-SOCl2电池（锂一次电池）
Li-SOCl2电池是一种研究较为成熟的有机电解质电池。其开路电压高达3.6～3.7V，且电压平稳、负荷电压精度高，同时还有较高的比能量。表1中给出一些常用小型电池系列活性物质成本比较，可以看出，Li-SOCl2电池是常用电池中成本低的。
Li-SOCl2电池的电化学表达式为：（-）Li∣LiAlCl4-SOCl2∣C（+）
电解液是LiAlCl4的SOCl2溶液。SOCl2即是电解质的溶剂，又是正活性物质。电池反应：
4Li+2SOCl2→4LiCl+S+SO2
放电产物二氧化硫部分溶于SOCl2中，硫单质大量析出，沉积在正炭黑中，LiCl是不容物。
这种电池的负锂与SOCl2接触时会发生如下反应
8Li+3SOCl2→6LiCl+Li2S2O4+S2Cl2
由于产物LiCl形成致密的保护膜妨碍了反应的进行，又由于它还是固体电解质膜，准许离子通过，所以不阻碍锂电的正常阳溶解。
但是SOCl2电池存在两个突出问题，即电压滞后和安全问题。电压滞后是因为LiCl的出现，它以薄膜的形式倾覆在锂阳表面，虽然可以戒备电池自放电，但导致了电压滞后。另外，储存时间越长，储存温度越高，膜就会越厚，滞后现象越分明。
当SOCl2电池短路时，会引发Li和S的热反应：
2Li+S→Li2S
Li2S在145度下又可与SOCl2发生剧烈反应，导致爆炸。
还有一种爆炸的原由是在正上沉积的锂形成枝晶，造成短路。Li与S反应，或者SO2也可以在负发生反应，终生成Cl2O这种十分不稳定的爆炸性物质。
综上所述，锂电池有三元锂电池，磷酸铁锂电池，锰酸铁锂电池，镍钴锂，锂电池，聚合物锂电池等等多个种类，不同类型的锂电池使用在不同的范畴。
声明： 本站所发布文章部分图片和内容自于互联网，如有侵权请联系删除
