鋰離子電池的基本知識(shí)便攜式電子產(chǎn)品以電池作為電源。隨著便攜式產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，各種電池的用量大增，并且開(kāi)發(fā)出許多新型電池。除大家較熟悉的高性能堿性電池、可充電的鎳鎘電池、鎳氫電池外，還有近年來(lái)開(kāi)發(fā)的鋰離子電池。這里重要介紹有關(guān)鋰離子電池的基本知識(shí)。這包括它的特性、重要參數(shù)、型號(hào)的意義、應(yīng)用范圍及使用注意事項(xiàng)等。鋰是一種金屬元素，其化學(xué)符號(hào)為L(zhǎng)i(其英文名為lithium)，是一種銀白色、十分柔軟、化學(xué)性能活潑的金屬，在金屬中是最輕的。

它除了應(yīng)用于原子能工業(yè)外，可制造特種合金、特種玻璃(電視機(jī)上用的熒光屏玻璃)及鋰離子電池。在鋰離子電池中它用作電池的陽(yáng)極。鋰離子電池也分成兩大類(lèi)：不可充電的及可充電的兩類(lèi)。不可充電的電池稱(chēng)為一次性電池，它只能將化學(xué)能一次性地轉(zhuǎn)化為電能，不能將電能還原回化學(xué)能(或者還原性能極差)。而可充電的電池稱(chēng)為二次性電池(也稱(chēng)為蓄電池)。它能將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，在使用時(shí)，再將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，它是可逆的，如電能化學(xué)能鋰離子電池的重要特點(diǎn)。鋰離子電池的最大特點(diǎn)是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是單位重量或單位體積的能量。

比能量用Wh/kg或Wh/L來(lái)表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時(shí)；kg是千克(重量單位)，L是升(體積單位)。這里舉一個(gè)例來(lái)說(shuō)明：5號(hào)鎳鎘電池的額定電壓為1.2V，其容量為800mAh，則其能量為0.96Wh(12V×08Ah)。同樣尺寸的5號(hào)鋰－二氧化錳電池的額定電壓為3V，其容量為1200mAh，則其能量為3.6Wh。這兩種電池的體積是相同的，則鋰－二氧化錳電池的比能量是鎳鎘電池的3.75倍!一節(jié)5號(hào)鎳鎘電池約重23g，而一節(jié)5號(hào)鋰－二氧化錳電池約重18g。一節(jié)鋰－二氧化錳電池為3V，而兩節(jié)鎳鎘電池才2.4V。所以采用鋰離子電池時(shí)電池?cái)?shù)量少(使便攜式電子產(chǎn)品體積減小、重量減輕)，并且電池的工作壽命長(zhǎng)。

另外鋰離子電池具有放電電壓穩(wěn)定、工作溫度范圍寬、自放電率低、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)及無(wú)公害等優(yōu)點(diǎn)。鋰離子電池的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，所以目前尚不能普遍應(yīng)用，重要應(yīng)用于掌上計(jì)算機(jī)、PDA、通信設(shè)備、照相機(jī)、衛(wèi)星、特種、特種、儀器等。隨著技術(shù)的發(fā)展、工藝的改進(jìn)及生產(chǎn)量的新增，鋰離子電池的價(jià)格將會(huì)不斷地下降，應(yīng)用上也會(huì)更普遍。不可充電的鋰離子電池不可充電的鋰離子電池有多種，目前常用的有鋰－二氧化錳電池、鋰亞硫酰氯電池及鋰和其它化合物電池。本文僅介紹最常用的

1鋰－二氧化錳電池(LiMnO2)鋰－二氧化錳電池是一種以鋰為陽(yáng)極、以二氧化錳為陰極，并采用有機(jī)電解液的一次性電池。該電池的重要特點(diǎn)是電池電壓高，額定電壓為3V(是一般堿性電池的2倍)；終止放電電壓為2V；比能量大(見(jiàn)上面舉的例子)；放電電壓穩(wěn)定可靠；有較好的儲(chǔ)存性能(儲(chǔ)存時(shí)間3年以上)、自放電率低(年自放電率≤2％)；工作溫度范圍－20℃～＋60℃。該電池可以做成不同的外形以滿足不同要求，它有長(zhǎng)方形、圓柱形及紐扣形(扣式)。圓柱形的也有不同的直徑及高度尺寸。上圖就是日本產(chǎn)萬(wàn)勝鋰－二氧化錳電池，3伏電壓，不可充電，單節(jié)體積15x40毫米。可充電鋰離子電池可充電鋰離子電池是目前手機(jī)中應(yīng)用最廣泛的電池，但它較為嬌氣，在使用中不可過(guò)充、過(guò)放(會(huì)損壞電池或使之報(bào)廢)。因此，在電池上有保護(hù)元器件或保護(hù)電路以防止昂貴的電池?fù)p壞。鋰離子電池充電要求很高，要保證終止電壓精度在1%之內(nèi)，目前各大半導(dǎo)體器件廠已開(kāi)發(fā)出多種鋰離子電池充電的IC，以保證安全、可靠、快速地充電?，F(xiàn)在手機(jī)已十分普遍，手機(jī)中一部分是鎳氫電池，但靈巧型的手機(jī)則是鋰離子電池。正確地使用鋰離子電池對(duì)延長(zhǎng)電池壽命是十分重要的。鋰離子電池是目前應(yīng)用最為廣泛的鋰離子電池，它根據(jù)不同的電子產(chǎn)品的要求可以做成扁平長(zhǎng)方形、圓柱形、長(zhǎng)方形及扣式，并且有由幾個(gè)電池串聯(lián)在一起組成的電池組。鋰離子電池的額定電壓為3.6V(有的產(chǎn)品為3.7V)。充滿電時(shí)的終止充電電壓與電池陽(yáng)極材料有關(guān)：陽(yáng)極材料為石墨的4.2V；陽(yáng)極材料為焦炭的4.1V。不同陽(yáng)極材料的內(nèi)阻也不同，焦炭陽(yáng)極的內(nèi)阻略大，其放電曲線也略有差別，如圖1所示。一般稱(chēng)為4.1V鋰離子電池及4.2V鋰離子電池?，F(xiàn)在使用的大部分是4.2V的，鋰離子電池的終止放電電壓為2.5V～2.75V(電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓，各參數(shù)略有不同)。

低于終止放電電壓繼續(xù)放電稱(chēng)為過(guò)放，過(guò)放對(duì)電池會(huì)有損害。鋰離子電池不適合用作大電流放電，過(guò)大電流放電時(shí)會(huì)降低放電時(shí)間(內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)較高的溫度而損耗能量)。因此電池生產(chǎn)廠給出最大放電電流，在使用中應(yīng)小于最大放電電流。鋰離子電池對(duì)溫度有一定要求，廠給出了充電溫度范圍、放電溫度范圍及保存溫度范圍。鋰離子電池對(duì)充電的要求是很高的，它要求精密的充電電路以保證充電的安全。終止充電電壓精度允差為額定值的±1%(例如:充4.2V的鋰離子電池，其允差為±0.042V)，過(guò)壓充電會(huì)造成鋰離子電池永久性損壞。鋰離子電池充電電流應(yīng)根據(jù)電池生產(chǎn)廠的建議，并要求有限流電路以免發(fā)生過(guò)流(過(guò)熱)。

一般常用的充電率為0.25C～1C（C是電池的容量，如C=800mAh，1C充電率即充電電流為800mA）。在大電流充電時(shí)往往要檢測(cè)電池溫度，以防止過(guò)熱損壞電池或出現(xiàn)爆炸。鋰離子電池充電分為兩個(gè)階段：先恒流充電，到接近終止電壓時(shí)改為恒壓充電，其充電特性如圖2所示。這是一種800mAh容量的電池，其終止充電電壓為4.2V。電池以800mA(充電率為1C)恒流充電，開(kāi)始時(shí)電池電壓以較大的斜率升壓，當(dāng)電池電壓接近4.2V時(shí)，改成4.2V恒壓充電，電流漸降，電壓變化不大，到充電電流降為1/10C(約80mA)時(shí)，認(rèn)為接近充滿，可以終止充電(有的充電器到1/10C后啟動(dòng)按時(shí)器，過(guò)一按時(shí)間后結(jié)束充電)。鋰離子電池在充電或放電過(guò)程中若發(fā)生過(guò)充、過(guò)放或過(guò)流時(shí)，會(huì)造成電池的損壞或降低使用壽命。