锂离子电池的优缺点及其发展-深圳市沃尔德电子。
锂离子电池自其原形诞生以来,随着技术的不断进步,其性能较以前有了明显提高。就目前的化学二次电源来看,它具有无可替代的作用。下面对其一些优点和缺点进行简单的说明。
1、锂离子电池的优点。
锂离子电池具有以下优点。
能量密度高,其体积能量密度和质量能量密度分别可达 和而且还在不断提高。例如,对于圆柱形18650锂离子电池而言,比能量密度、比功率密度等自2023年以来得到了明显提高,如图 1-2所示。最高的质量能量密度达到比2023年报道的高90%,只比美国能源部的长期目标低5% (annex energy agency implementing agreement for electric
vehicle technologies and document,1996~1997.16)。电池的能量密度自2023年来提高了2倍,比美国能源部的长期目标 高约70%。
图1-2 18650型锂离子电池的能量密度发展趋势。
质量比能量;■ 体积比能量
② 平均输出电压高 (约3.6v),为ni-cd、ni-mh电池的3倍。
③ 输出功率大。
④ 自放电小,每月10%以下,不到ni-cd、ni-mh的一半。
⑤ 没有ni-cd、ni-mh电池一样的记忆效应,循环性能优越。
⑥ 可快速充放电,1c充电时容量可达标称容量的80%以上。
⑦ 充电效率高,第1次循环后基本上为100%。
⑧ 工作温度范围宽,-30~+45℃,随着电解质和正极的改进,期望能拓宽到-40~+70℃,低温有可能拓展到-60℃。
⑨ 残留容量的测试比较方便。
⑩ 无需维修。
对环境较为 “友好”,称为绿色电池。
使用寿命长,100% dod充放电可达900次以上 (图1-3)『3』;当采用浅深度 (30%dod)充放电时,循环次数已经超过了5000次。
图1-3 锂离子电池在100%dod
进行充放电的循环性能
2、锂离子电池的缺点。
当然,锂离子电池也有一些不足之处:
成本高,主要是正极材料licoo2 的**高,随着正极技术的不断发展,可以采用limn2o4、lifepo4 等为正极,从而有望大大降低锂离子电池的成本;
必须有特殊的保护电路,以防止过充或过放;
与普通电池的相容性差,因为一般要在用3节普通电池 (3.6v)的情况下才能用锂离子电池进行替代。
同其优点相比,这些缺点不成为主要问题,特别是用于一些高科技、高附加值产品中,因此应用范围非常广泛。
3、锂离子电池的发展。
表1-2为锂离子电池的发展情况。我国从2023年起开始锂离子电池的产业化研制和开发,2023年左右基本上研究开发成功。2023年起为我国锂离子电池的迅速发展和扩张时期。
图1-4为全球锂离子电池产值和产量随时间的发展趋势。目前中国的锂离子电池生产处于 “战国”时代,产品质量参差不齐有高档、中档、低档产品,甚至不合格产品也流入市场。随着市场规律不断起作用和国家标准不断强制实施,不合格产品和低档产品将逐渐退出市场,取而代之的是中、高档产品。
估计2023年以后的竞争将是中、日、韩三国争雄的局面。
图1-4 全球锂离子电池产值和产量随时间的发展趋势。
芒表示预期;f表示推测
锂离子电池性能介绍
锂离子电池属于环保可充电锂电池,采用钴酸锂作正极,碳 石墨 作负极,有机溶剂作电解液,不含汞 镉 铅等重金属 其单体工作电压为目前电池中最高的 使用寿命长,正常使用条件下,1c循环使用500个充放电周期,容量仍在65 以上。比能量大,高能量密度,电池重量轻 体积小。使用安全可靠,没有游离的金属锂,电...
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