鉅大LARGE | 點擊量：8882次 | 2019年04月27日
鋰電池的最大特點是比能量高，那什么是比能量你知道嗎？
摘要
便攜式電子產品以電池作為電源。隨著便攜式產品的迅猛發展，各種電池的用量大增，并且開發出許多新型電池。除大家較熟悉的高性能堿性電池、可充電的鎳鎘電池、鎳氫電池外，還有近年來開發的鋰電池。
便攜式電子產品以電池作為電源。隨著便攜式產品的迅猛發展，各種電池的用量大增，并且開發出許多新型電池。除大家較熟悉的高性能堿性電池、可充電的鎳鎘電池、鎳氫電池外，還有近年來開發的鋰電池。這里主要介紹有關鋰電池的基本知識。這包括它的特性、主要參數、型號的意義、應用范圍及使用注意事項等。
鋰是一種金屬元素，其化學符號為Li（其英文名為lithium），是一種銀白色、十分柔軟、化學性能活潑的金屬，在金屬中是最輕的。它除了應用于原子能工業外，可制造特種合金、特種玻璃（電視機上用的熒光屏玻璃）及鋰電池。在鋰電池中它用作電池的陽極。
鋰電池也分成兩大類：不可充電的及可充電的兩類。不可充電的電池稱為一次性電池，它只能將化學能一次性地轉化為電能，不能將電能還原回化學能（或者還原性能極差）。而可充電的電池稱為二次性電池（也稱為蓄電池）。它能將電能轉變成化學能儲存起來，在使用時，再將化學能轉換成電能，它是可逆的，如電能化學能鋰電池的主要特點。
鋰電池的最大特點是比能量高。什么是比能量呢？比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時；kg是千克（重量單位），L是升（體積單位）。這里舉一個例來說明：5號鎳鎘電池的額定電壓為1.2V，其容量為800mAh，則其能量為0.96Wh（1?2V×0?8Ah）。同樣尺寸的5號鋰－二氧化錳電池的額定電壓為3V，其容量為1200mAh，則其能量為3.6Wh。這兩種電池的體積是相同的，則鋰－二氧化錳電池的比能量是鎳鎘電池的3.75倍！
一節5號鎳鎘電池約重23g，而一節5號鋰－二氧化錳電池約重18g。一節鋰－二氧化錳電池為3V，而兩節鎳鎘電池才2.4V。所以采用鋰電池時電池數量少（使便攜式電子產品體積減小、重量減輕），并且電池的工作壽命長。
另外鋰電池具有放電電壓穩定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲存壽命長、無記憶效應及無公害等優點。
鋰電池的缺點是價格昂貴，所以目前尚不能普遍應用，主要應用于掌上計算機、PDA、通信設備、照相機、衛星、特種、特種、儀器等。隨著技術的發展、工藝的改進及生產量的增加，鋰電池的價格將會不斷地下降，應用上也會更普遍。不可充電的鋰電池不可充電的鋰電池有多種，目前常用的有鋰－二氧化錳電池、鋰—亞硫酰氯電池及鋰和其它化合物電池。本文僅介紹最常用的。
鋰－二氧化錳電池是一種以鋰為陽極、以二氧化錳為陰極，并采用有機電解液的一次性電池。該電池的主要特點是電池電壓高，額定電壓為3V（是一般堿性電池的2倍）；終止放電電壓為2V；比能量大（見上面舉的例子）；放電電壓穩定可靠；有較好的儲存性能（儲存時間3年以上）、自放電率低（年自放電率≤2％）；工作溫度范圍－20℃～＋60℃。該電池可以做成不同的外形以滿足不同要求，它有長方形、圓柱形及紐扣形（扣式）。圓柱形的也有不同的直徑及高度尺寸。
可充電鋰離子電池
-40℃ 0.5C放電容量≥70%
充電溫度：0~45℃
放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃放電容量保持率：0.5C放電容量≥70%
可充電鋰離子電池是目前手機中應用最廣泛的電池，但它較為“嬌氣”，在使用中不可過充、過放（會損壞電池或使之報廢）。因此，在電池上有保護元器件或保護電路以防止昂貴的電池損壞。鋰離子電池充電要求很高，要保證終止電壓精度在1%之內，目前各大半導體器件廠已開發出多種鋰離子電池充電的IC，以保證安全、可靠、快速地充電。
現在手機已十分普遍，手機中一部分是鎳氫電池，但靈巧型的手機則是鋰離子電池。正確地使用鋰離子電池對延長電池壽命是十分重要的。鋰離子電池是目前應用最為廣泛的鋰電池，它根據不同的電子產品的要求可以做成扁平長方形、圓柱形、長方形及扣式，并且有由幾個電池串聯在一起組成的電池組。鋰離子電池的額定電壓為3.6V（有的產品為3.7V）。充滿電時的終止充電電壓與電池陽極材料有關：陽極材料為石墨的4.2V；陽極材料為焦炭的4.1V。不同陽極材料的內阻也不同，焦炭陽極的內阻略大，其放電曲線也略有差別，如圖1所示。一般稱為4.1V鋰離子電池及4.2V鋰離子電池?，F在使用的大部分是4.2V的，鋰離子電池的終止放電電壓為2.5V～2.75V（電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓，各參數略有不同）。低于終止放電電壓繼續放電稱為過放，過放對電池會有損害。
鋰離子電池不適合用作大電流放電，過大電流放電時會降低放電時間（內部會產生較高的溫度而損耗能量）。因此電池生產工廠給出最大放電電流，在使用中應小于最大放電電流。鋰離子電池對溫度有一定要求，工廠給出了充電溫度范圍、放電溫度范圍及保存溫度范圍。鋰離子電池對充電的要求是很高的，它要求精密的充電電路以保證充電的安全。終止充電電壓精度允差為額定值的±1%（例如：充4.2V的鋰離子電池，其允差為±0.042V），過壓充電會造成鋰離子電池永久性損壞。鋰離子電池充電電流應根據電池生產廠的建議，并要求有限流電路以免發生過流（過熱）。一般常用的充電率為0.25C～1C（C是電池的容量，如C=800mAh，1C充電率即充電電流為800mA）。在大電流充電時往往要檢測電池溫度，以防止過熱損壞電池或產生爆炸。
鋰離子電池充電分為兩個階段：先恒流充電，到接近終止電壓時改為恒壓充電，其充電特性如圖2所示。這是一種800mAh容量的電池，其終止充電電壓為4.2V。電池以800mA（充電率為1C）恒流充電，開始時電池電壓以較大的斜率升壓，當電池電壓接近4.2V時，改成4.2V恒壓充電，電流漸降，電壓變化不大，到充電電流降為1/10C（約80mA）時，認為接近充滿，可以終止充電（有的充電器到1/10C后啟動定時器，過一定時間后結束充電）。鋰離子電池在充電或放電過程中若發生過充、過放或過流時，會造成電池的損壞或降低使用壽命。
應用注意事項：
鋰離子電池應用注意事項除與上述不可充電的鋰電池相同外，在充電方面還應注意以下幾點：
1.鋰離子電池有4.1V及4.2V終止充電的不同品種，因此在充電時注意的是4.1V的電池不能用4.2V的充電器充電，否則會有過充的危險（4.1V與4.2V的充電器用的充電器IC是不同的?。?。
2.對電池充電時，其環境溫度不能超過產品特性表中所列的溫度范圍。
3.不能反向充電。
4.不能用充鎳鎘電池的充電器（充三節鎳鎘電池的）來充鋰離子電池（雖然額定電壓一樣，都是3.6V），但充電方式不同，容易造成過充。
在放電方面應注意以下幾點：
1.鋰離子電池放電電流不能超過產品特性表中給出最大放電電流。放電電流較大時，會產生較高的溫度（損耗能量），減少放電時間，若電池中無保護元件會產生過熱而損壞電池。
2.不同溫度下放電曲線是不同的。從圖中可以看出，在不同的溫度下，其放電電壓及放電時間也不同。在-20℃放電時情況最差。
在貯存方面：
1.電池若長期貯存，要保持在50%放電態。
2.電池應保存在低溫、干燥壞境中。
3.要遠離熱源，也不要置于陽光直射的地方。
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