锂电池基本原理

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1、锂电池的基本原理本文由717570199u贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。便携式电子产品以电池作为电源。随着便携式产品的迅猛发展，各种电池的用量大增，并且开发出许多新型电池。除大家较熟悉的高性能碱性电池、可充电的镍镉电池、镍氢电池外，还有近年来开发的锂电池。本文主要介绍有关锂电池的基本知识。这包括它的特性、主要参数、型号的意义、应用范围及使用注意事项等。锂是一种金属元素，其化学符号为Li「其英文名为lithium」，是一种银白色、十分柔软、化学性能活泼的金属，在金属中是最

2、轻的。它除了应用于原子能工业外，可制造特种合金、特种玻璃「电视机上用的荧光屏玻璃」及锂电池。在锂电池中它用作电池的阳极。锂电池也分成两大类：不可充电的及可充电的两类。不可充电的电池称为一次性电池，它只能将化学能一次性地转化为电能，不能将电能还原回化学能「或者还原性能极差」。而可充电的电池称为二次性电池「也称为蓄电池」。它能将电能转变成化学能储存起来，在使用时，再将化学能转换成电能，它是可逆的，如电能化学能锂电池的主要特点：灵巧型便携式电子产品要求尺寸小、重量轻，但电池的尺寸及重量与其它电子元器件相比往往是最大的及最重的。例如，

3、想当年的“大哥大”是相当“粗大、笨重”，而今天的手机是如此的轻巧。其中电池的改进是起了重要作用的：过去是镍镉电池，现在是锂离子电池。锂电池的最大特点是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位，W是瓦、h是小时；kg是千克「重量单位」，L是升「体积单位」。这里举一个例来说明：5号镍镉电池的额定电压为1.2V，其容量为800mAh，则其能量为0.96Wh「1.2V×0.8Ah」。同样尺寸的5号锂－二氧化锰电池的额定电压为3V，其容量为1200mAh，则其能

4、量为3.6Wh。这两种电池的体积是相同的，则锂－二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的3.75倍!一节5号镍镉电池约重23g，而一节5号锂－二氧化锰电池约重18g。一节锂－二氧化锰电池为3V，而两节镍镉电池才2.4V。所以采用锂电池时电池数量少「使便携式电子产品体积减小、重量减轻」，并且电池的工作寿命长。另外，锂电池具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。锂电池的缺点是价格昂贵，所以目前尚不能普遍应用，主要应用于掌上计算机、PDA、通信设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器等。随着技术的发展

5、、工艺的改进及生产量的增加，锂电池的价格将会不断地下降，应用上也会更普遍。不可充电的锂电池不可充电的锂电池有多种，目前常用的有锂－二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。本文仅介绍前两种最常用的。1、锂－二氧化锰电池锂－二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极，并采用有机电解液的一次性电池。该电池的主要特点是电池电压高，额定电压为3V「是一般碱性电池的2倍」；终止放电电压为2V；比能量大「见上面举的例子」；放电电压稳定可靠；有较好的储存性能「储存时间3年以上」、自放电率低「年自放电率≤2％」；工作温度范围－2

6、0℃～＋60℃。该电池可以做成不同的外形以满足不同要求，它有长方形、圆柱形及纽扣形「扣式」。圆柱形的也有不同的直径及高度尺寸。2、锂－亚硫酰氯电池「LiSOCl2」锂－亚硫酰氯电池是比能量最高的一种，目前可达到500Wh/kg或1000Wh/L的水平。它的额定电压是36V，以中等电流放电时具有极其平坦的34V放电特性「可在90％容量范围内平坦地放电，保持不大的变化」。电池可以在－40℃～＋85℃范围内工作，但在－40℃时的容量约为常温容量的50％。自放电率低「年自放电率≤1％」、储存寿命长达10年以上。应用注意事项：上述两种锂

7、电池是一次性电池，不可充电「充电时有危险!」；电池正负极之间不可短路；不可以过大电流放电「超过最大放电电流放电」；电池使用至终止放电电压时，应从电子产品中及时取出；用完的电池不可挤压、焚烧及拆卸；不可超过规定温度范围使用。由于锂电池的电压高于普通电池或镍镉电池，使用时不要搞错以免损坏电路。通过熟悉型号中的CR、ER就可以知道它的种类及额定电压。在购买新电池时，一定要按原来的型号来买，否则会影响电子产品性能。可充电的锂电池可充电的锂电池有多种，如锂-钒氧化物电池，锂离子电池及国外新开发的锂-聚合物电池等。这里仅介绍前两种，重点介

8、绍锂离子电池。可充电锂离子电池是目前手机中应用最广泛的电池，但它较为“娇气”，在使用中不可过充、过放「会损坏电池或使之报废」。因此，在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。锂离子电池充电要求很高，要保证终止电压精度在1％之内，目前各大半导体器件厂已开发出多种锂离子