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鋰離子電池的優點和缺陷介紹

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年03月12日  

鋰離子電池在各個領域被廣泛使用要歸功于自身眾多的優良性能。


鋰離子電池優點如下:


(1)鋰電池電壓平臺高。單體電池的平均電壓為3.7V或3.2V,約等于3只鎳鎘電池或鎳氫電池的串聯電壓,便于組成電池組。


(2)具有高儲存能量密度。相對其他電池而言鋰電池能量密度很高,目前已達到460-600Wh/kg,約為鉛酸電池的6-7倍。這就意味著在相同電荷容量下,鋰電池重量更輕。據計算相同體積下重量約為鉛酸產品的1/5-1/6。


(3)使用壽命相對較長。鋰電池的使用壽命可達到6年以上。以磷酸亞鐵鋰為正極的鋰電池為例,在1C充放電倍率下,循環周期的最高紀錄可達1000次。


(4)具備高功率承受力。電動汽車用的磷酸亞鐵鋰離子電池最高充放電倍率可以達到15C-30C,這非常適合動力汽車高強度的啟動和加速。


(5)自放電率很低。自放電率是鋰離子電池最突出的優越性之一,室溫下滿電存儲1個月的自放電率約10%左右,而同等條件下鎳鎘為25~30%、鎳氫為30~35%。


(6)無記憶效應。這意味著鋰離子電池可以隨時充放電,而不必像鎳氫、鎳錫電池一樣,必須要等到電量耗盡。


(7)高低溫適應性強。鋰電池可在-20℃--60℃的環境下使用,經過工藝上的處理,可以在-45℃環境下使用。


(8)綠色環保。不論生產、使用和報廢都不含有也不產生鉛、汞、鎘等有毒重金屬物質。


(9)鋰離子電池的主要原材料鋰、錳、鐵、釩等在我國都是富產資源;生產基本不消耗水,對水之源稀缺的國家十分有利。


但鋰電池也具有自身不可克服的缺陷,總結如下:


(1)低溫下電池性能明顯惡化,放電平臺下降、輸出功率減小、可用電量衰減等。


(2)錯誤使用存在安全隱患。由于鋰離子電池組成物質非常活躍,若使用錯誤將會出現電解液分解、燃燒甚至爆炸的重大事故。


(3)不同放電倍率對電池的可用容量影響較大。


(4)過充電和過放電均會對電池造成不可恢復的損害。針對以上的缺點,一般大容量的鋰電池組均采用了保護裝置來監視電池的使用過程。


表1給出了鋰離子電池和其他電池性能的對照關系。


表1各種電池性能對比


二次電池分類鋰離子電池鎳氫電池鎳鎘電池鉛酸電池


正極體系鋰過渡金屬氧化物氫氧化亞鎳氫氧化亞鎳二氧化鉛


負極體系石墨等層狀物儲氫合金氧化鎘海綿鉛


隔膜體系PP/PEPP或PEPP尼龍玻璃纖維棉


電解液體系有機鋰鹽電解液KOH水溶液KOH水溶液稀硫酸


標稱電壓3.0~3.71.21.22.0


體積能量密度350~400wh/l320~350wh/l160~180wh/l65~wh/l


重量能量密度180~200wh/kg60~65wh/kg40~45wh/kg25~30wh/kg


電池原理離子遷移氧化還原氧化還原氧化還原


充放電方法恒流恒壓充電恒流充電恒流充電恒流充電


充電終點控制恒流/限壓恒流限時恒流限時恒流穩壓


安全性有一定隱患安全安全安全


環保環保環保鎘污染鉛污染


最佳工作溫度0℃~45℃-20℃~45℃-20℃~60℃-40℃~70℃


價格(元/wh)2.2~2.8/wh3.5~4.0/wh2.2~2.8/wh0.7~1.0/wh


充電器成本高(恒流恒壓)一般(控制恒流源)一般(控制恒流源)低(穩壓源)


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