锂电池的原理与应用.ppt

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1、锂电池的原理与应用“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。1970年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成首个锂金属电池。1992年日本索尼公司发明了以碳材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂离子电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。锂金属电池锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。基本

2、原理：放电反应：Li+MnO2=LiMnO2由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。而且其为一次性电池，所以，锂金属电池长期没有得到应用。虽然可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，也没有得到广泛推广。所以目前市面上广泛流通的锂电池大部分是后来居上的锂离子电池。锂离子电池锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。比如：正极

3、采用锂化合物LiCoO2，负极采用碳电极，电解质为溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6等的有机溶液的液态锂离子电池反应原理为：充电正极上发生的反应为LiCoO2==Li(1-x)CoO2+xLi++xe-充电负极上发生的反应为6C+xLi++xe- =LixC6充电电池总反应：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时，Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的补偿

4、电荷从外电路供给到碳负极，保证负极的电荷平衡。放电时则相反，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂态。从充放电反应的可逆性看，锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。如此锂离子电池即可反复充放电使用。锂离子电池的特点1、薄，轻，容量大和任意形状。2、快速充电。使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5--2.5个小时内就充满电；而新开发的磷铁锂电，已经可以在35分钟内充满电。3、高电压。一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池

5、。4、不含金属锂。锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。5、循环使用寿命长。连续充放电500次后，电池的容量依然不低于额定值的80％。6、安全性高。该电池具有在短路、过充、过放、冲击(10kg重物自1m高自由落体)、振动、枪击、针刺(穿透)、高温(150℃)等状态下不起火、不爆炸等特点。7、无环境污染。它不含有镉、铅、汞这类有害物质，是一种洁净的“绿色”能源。8、无记忆效应。记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效

6、应。性能比较电池类型酸性电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池安全好好好优秀工作电压(V)21.21.23.7重量能量比(Wh/kg)354150-80140-180体积能量比(Wh/l)80120100-200>320电池类型酸性电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池循环寿命300300500>500工作温度(℃)-20~60-20~60-20~60-20~60自放电<10<10<30<5记忆效应无有无无毒性有毒有毒轻毒无毒形状固定固定固定任意随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用，锂离子电池以优异的

7、性能在这类产品中得到广泛应用，并在逐步向其他产品应用领域发展。锂电池的应用锂电池是一种新型的电池，在很多领域中得到了广泛应用。如：手机笔记本电脑电动自行车电动汽车航天器尖端武器等等。。。。。。1、手机的应用。随着手机向轻、薄、短、小化的发展，对体积小而容量大的电池需要也就相应增强，这样就可以省下大量的空间。要使手机最小型化，只有锂电池是最好的电源。2、笔记本电脑的应用。由于笔记本电脑更新换代非常快，很多的笔记本电脑使用者每过一段时间都会更换最新的型号。一个笔记本电脑至少要配置一只锂电池。3、电动

8、自行车和电动汽车的应用。对我国而言，交通污染日益严重，尾气、噪音等对环境的破坏到了必须加以控制和治理的程度，发展新一代电动交通工具作为无污染、少污染、能源多样化配置的新型交通工具将成为必然趋势。4、在航空航天方面的应用。由于锂电池具有很强的优势，目前许多航天组织也在考虑将锂电池应用于航天任务中。5、在军事方面的应用。对于军队而言，由于锂电池具有非常好的性能，能量密度高，质量轻，可促进武器的灵活性。6、其它方面的应用。小到从电子表手表、CD唱机、移动电话、MP3、MP4、照相机、摄影机、各种遥控器