锂离子电池基本概念

二、锂离子电池的性能参数
1、额定电压 额定电压：一般为3.6V或4.2V，上限终止电压为 额定电压 4.2～2.4V，下限终止电压3.1V 2、额定容量 额定容量：按0.2C恒流放电至终止电压时所获 额定容量 得的容量。 3、高低温性能 高低温性能：－20℃～+55℃，在此区间电池容 高低温性能 量可达额定容量的70%。
锂离子电池基本概念
一 、基本概念
• 1、锂离子电池 锂离子电池：Li+可逆的嵌入和脱出正负极材 锂离子电池 料的可充放电的二次高能电池。 • 2、二次电池：可反复进行充电、放电而多次使 二次电池： 二次电池 用的电池。 • 3、嵌入 嵌入：锂进入到电极材料的过程； 嵌入 脱出：锂从电极材料出来的过程。 脱出
锂离子电池与镉镍、 锂离子电池与镉镍、镍氢电池性能的比较
性能参数 工作电压（V） 比容量(Wh/Kg) 充放电寿命(次) 自放电率（%/月） 有无记忆效应 有无污染 镉镍电池 1.2 50 500 25-30 有 有 镍氢电池 1.2 65 500 30-35 有 无 锂离子电池 3.6 105-140 1000 6-9 无 无
3、 LiMn2O4： 、 ：
具有尖晶石结构，理论比容量148mAh /g ，实际比容量110-120 mAh /g，耐过充性能 好，资源丰富，价格低廉，无毒无环境污 染；
4、 LiFePO4：
具有橄榄石型结构，理论比容量170mAh /g，实际比容 量160 mAh /g，工作电压3.4V，资源丰富，价格低廉，无 毒无环境污染。
六、锂离子电池正极材料的种类 及特点
• 1、LiCoO2： 、 ： • 具有α-NaFeO2型结构，理论比容量为 274mAh /g，价格高，只适用于小容量单体 电池； • 2、LiNiO2： 、 ： • Ni和Co化学性质相似， LiNiO2具有αNaFeO2层状结构，充放电性能较好，自放 电率低；
4、荷电保持能力 荷电保持能力：电池充满电后开路搁置28天， 荷电保持能力 按0.2C放电所获得的容量与额 定容量比的百分数。——数值 越大，自放电越小。 5、循环寿命 循环寿命：随着电池反复充放电，电池容量降 循环寿命 低到额定容量70%时，所获得的充 放电次数。（500～1000次）
三、锂离子电池的特点
电池没有负荷时，正负两极之间的电势差。 Uoc = U + IR
U---正负极之间的电压； I---工作电流； Rb---内阻； Uoc---I为0时的电压
五、聚合ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ锂离子电池
• 1、聚合物锂离子电池的诞生 • （1）诞生于1994年，采用凝胶型聚合物电 解质； • ----由美国的Bellcore公司提出 • （2）日本SONY公司、韩国Samsung公司 研制出新型结构的 • 凝胶型聚合物锂离子电池，并于2000年 开始投产。
4、放电容量 放电容量：电池放电时释放出的电荷量，一般用 放电容量 时间与电流的乘积表示。例：A·h、mA·h （1 A·h = 3600C） 5、放电速率 放电速率：表示放电快慢的一种量度，所用的容 放电速率 量1h放电完毕，称为1C放电；5h放电完毕，则为 C/5倍率放电。
• 6、额定容量 额定容量：电池0.2C放电时的放电容量； 额定容量 额定电压：电池0.2C放电时全过程的平均电压。 额定电压 7、开路电压 开路电压：电池没有负荷时正负极两端的电压； 开路电压 工作电压：电压没有负荷时正负极两端的电压。 工作电压 8、充/放电特性 充 放电特性 放电特性：电池充/放电时所表现出来的特性 （例：充/放电曲线、充/放电时间、充/放电容量）
• 2、聚合物锂离子电池的发展 • （1）1994年，发现PVDF凝胶电解质，诞 生了聚合 • 物锂离子电池； • （2）1998年，纳米复合聚合物电解质； • （3）1999年，聚合物锂离子电池商品化； • （4）2003年，中国生产出聚合物锂离子电 池。
• 3、聚合物锂离子电池的特点： • （1）安全性能好 --- 采用铝塑软包装，只会出现 气鼓，不 • 会发生爆炸； • （2）电池厚度小，可制作的更薄 --- 液态锂离子 电池厚度 • 大于3.6mm，聚合物锂离子电池厚度可小于 1mm； • （3）重量轻，电池容量更大； • （4）内阻小 --- 比液态锂离子电池小，可降低电 池自耗电 • 延长待机时间； • （5）电池形状可定制； • （6）循环寿命长，容量损失小。
• 2、缺点： （1）电池内部阻抗高 ---- 电解液为有机溶剂，电导 率低； （2）工作电压变化较大； （3）成本高 ---- LiCoO2价格高； （4）须有特殊的保护电路，防止过充过放； （5）与普通电池的相容性较差。
Li-ion Battery
四、锂离子电池的电动势与开路 电压
• 1、锂离子电池的电动势： • E = ψ+ - ψ2、锂离子电池的开路电压：
• 1、优点： （1）容量大 ----- Cd/Ni电池的两倍； （2）工作电压高 ----- Cd/Ni电池，Ni/MH电池的三倍； （3）荷电保持能力强 ----- 常温贮存30天，放电容量大 于额定容量的85%； （4）允许工作温度范围宽 ----- -20℃-+55℃; （5）循环寿命长 ----- 连续充放电1200次，放电容量不 低于额定容量的60%； （6）无毒无环境污染。
9、终止电压 终止电压：电池放电或充电时，所规定的最低 终止电压 放电电压或最高的充电电压。 10、过放电 过放电：超过规定的终止电压，在低于终止电 过放电 压时继续放电； 过充电：超过规定的充电终止电压而继续充电 过充电 的过程。 11、自放电 自放电：电池搁置过程中，未与外部负荷相连 自放电 接而产生容量损失的过程。