锂离子电池基础

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1、1离子电池基础锂电池的特点锂电池轻薄短小且容量大，其阳极为二氧化钻锂（钻酸锂），阴极为石黑品体，在充放电反应中,锂以离子形态出现,这种电池称为锂离子电池。锂离子电池与鎳氢、银镉电池相比其单休电池工作电压为3.6V,是繚氢、線镉电池的三倍，在相同容量下，体积可减少30%,重量可降低50%；寿命可达120（）次以上；允许工作温度范围（一20°C〜+60°C）很宽，可大电流快速充电。锂电池的自放电率为每刀2%〜5%,自放电率极低。锂离子电池是一种高能量密度的电池，电池单体电压比较高，主要用于组装手提电脑等。锂离子电池具冇容量高、垂量轻、无记忆等特点，是冃前性能最好的口J充电电池，价格最

2、贵。锂离了电池还是一种智能电池，它可以与专门原装智能充电器交换，达到最短的充电时间和最人的寿命周期及最人的容量。充电电池的记忆效应充电电池的记忆效应是指电池使用中电能经常未被用尽，乂被充电，电池重复地不完全充电与放电，使电池内部物质产生结晶的一种效应。一般只会产住在锌镉电池，镰氢电池较少，锂电池则无此现象。记忆效应会使电池暂时性的容量减少，发生深度记忆效应的电池容量极小，需进行充放电活化，否则电池将报废。因此，充电电池每次应将电池的电能用尽（在电器上用尽即可），如果感觉电池容虽下降，可将电池开机放置24小吋完全放电后，再充饱电，如此循环充放电数次，可将电池的记忆效应消除，恢复电池

3、容量。有条件可选用银氢电池或锂离子电池，避免记忆效应。充电电池识别及充电镰氢、線镉、锂离子电池在外壳上有标识,镰镉电池为“Ni・Cd”,鎳氢电池为“Ni-MH”，锂离子电池为“Li-Ion”。使用时需选择与原配电池相同的充电电池。镰镉和鎳氢电池注意鉴別真伪，这两种电池的标称电压为1.2V,购买时电池电压应在1.3V以下，若其电压是1.5V则是用T•电池假冒的充电电池。使用时要用同类型、同牌号电池，不要混用，尽量使用同种、同批的充电电池。新的充电电池由于存放时间长，部分电池处于“休眠”状态，应预先循环充放电几次，以“唤醒”电池恢复容量，正常工作。不同的充电电池，其充电特性是不同的，

4、要用原厂或符合规格的充电器充电，电池的充电电流及吋间,可参照充电电池商标说明书或充电器说明书，充电时间不要超过24小时。在充电过程中电池轻微发热属正常现象，如发热严重，应立即停止，检查充电器是否符合充电指标，以免损坏电池。从使用方便和坏保的角度讲，应选择線氢电池或锂离了电池。一：锂离子电池形状圆柱形、方形、扣式（从包装材料分：钢売、铝壳、软包装）二：锂离子电池结构二・1・正极（1）LiCo02做正极。特点:A.开路电压高B.比能量高C.循环寿命长D.可快速放电E.价格昂贵;（2）LiNiO2做正极。特点:LiNiO2与LiCo02性能接近,但制备困难;（3）LiMnOd做正极。特

5、点:价格低,制备比LiNiO2容易。正极材料屮，LiCo02适合于Li+嵌入，制备工艺简单，电化学性能稳定；LiNiO2电化学性能不稳定，Ni3+氧化性强，能与电解液发生析氧反应，不耐过充；LiMnO4耐过充，安全性能好，但循环性能差，高温（55°C以上）容量衰减快，LiCo02是成熟的正极材料。2.正极材料的粉体特性锂离子在正极中的表观化学扩散系数为5X10-9（m2.S-l）,扩散层厚度按（Dt）0.5计算，则在厚度为0.1cm的正极屮扩散需要几天时间，弥补这种扩散系数小的措施之一就是降低正极的厚度。正极活性物质的粒径和表面积对锂离了电池冇很大的影响。当大电流放电时，处于细孔

6、中的锂离子从孔壁进入正极活性物质中，使细孔中的钾-离了浓度减少，极化增加，放电困难。如细孔的孔径大，孔的长度小，则锂离子扩散快，电池就可继续放电，所以，如能控制细孔大小和表面积，就可釆用较粗粒径的粒子，如不能控制细孔大小和表血积，则可将活性物质粉碎到3〜lOuinoLi+放电时，随曹Li+嵌入活性物质中，也必然注入电子，电子在粒子内移动速率快，但在粒子间移动速率慢，因此，必须加入导电物质石墨或乙烘黑，捉高电了移动速率。2.锂离了电池正极材料的选择要求(1)相对Li的电极电位高，组成不随电位变化，离子和电子电导率高，有利于降低电池内阻；(2)Li+嵌入和脱嵌可逆行好，热稳定性好，有

7、利于延长电池寿命和安全性能；(3)与冇机电解质和粘结剂接触性能好，热稳定性好，冇利于延长电池寿命和捉高安全性能。3.LiCo02和LiNiO2是层状结构的过度金属氧化物，LiMnO4是尖晶石结构。4.LiCo02的合成方法(1)将Co304和Li2CO3按Li/Co=lmo1混合，加适量无水乙醇进行分散，球磨2小时,蒸发出无水乙醇，T燥，研细，在空气中于800〜850°C恒温焙烧12〜24H,然后以60°C/H的速度降温至50°C的LiCo02合成产物。2Co304+3Li2C0