目前使用的各類電池中，鋰電池(也稱鋰離子二次電池或鋰離子蓄電池)是近十幾年才發(fā)展起來的一種新型電源。鋰電池有別于一般的化學(xué)電源，其充放電工作過程是通過鋰離子在電池正負(fù)極中的嵌入和脫嵌來實(shí)現(xiàn)的。鋰電池的負(fù)極是碳素材料，例如石墨;正極是含鋰的過渡金屬氧化物，例如鈷氧化鋰(LiC002)。并且鋰電池正負(fù)極材料均采用鋰離子可以自由嵌入和脫離出的具有層狀結(jié)構(gòu)的鋰離子嵌入化合物，處于層間的鋰離子，在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐校瑫?huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。充電時(shí)，在外部電場的驅(qū)動(dòng)下鋰離子從正極晶格中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)，嵌入到負(fù)極晶格中。放電時(shí)的過程正好相反，鋰離子返回正極，電子則通過外部電路到達(dá)正極與鋰離子復(fù)合。與常用的鎳鎘、鎳氫電池相比較，鋰電池有許多優(yōu)越特性，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)鋰電池不含任何汞、鎘等有毒元素，是真正的綠色環(huán)保電池。

(2)工作環(huán)境溫度范圍寬，一般可在一30℃川0℃之間工作，具有優(yōu)良的高低溫放電性能。

(3)比能量高，即同重量的鋰電池提供的能量比其它電池高。鋰電池的比能量一般為鎳鎘電池、鎳氫電池的2～3倍。因此有利于便攜式電子設(shè)備小型輕量化。

(4)鋰電池供電電壓高，一般為3.6V，約為鎳鎘電池、鎳氫電池電壓的3倍。對(duì)于供電電壓要求較高的電子設(shè)備，電池組所需串聯(lián)電池?cái)?shù)也可大大減少。因此組合使用的鋰電池容易獲得更高的電壓。

(5)無記憶效應(yīng)。鎳鎘電池、鎳氫電池都有記憶效應(yīng)，必須進(jìn)行定期放電，否則就會(huì)因記憶效應(yīng)導(dǎo)致電池失效。而鋰電池?zé)o記憶效應(yīng)，不必理會(huì)殘余電量的多少，可直接進(jìn)行充電。這樣就使鋰電池效能得到充分發(fā)揮。

(6)使用壽命長。鋰電池采用碳負(fù)極，在充放電過程中碳負(fù)極不會(huì)生成金屬鋰，從而可以避免電池因內(nèi)部金屬鋰短路而損壞。目前，鋰電池的循環(huán)壽命可達(dá)5000次以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它各類電池。

(7)自放電率低。自放電率又稱電荷保持率，是指電池放置不用時(shí)自動(dòng)放電的多少。鋰電池的自放電率為2%～5%，鎳鎘電池在25%～30%之間，鎳氫電池在30%～35%之間。因此，同樣環(huán)境下鋰電池保持電荷的時(shí)間最長。

基于以上優(yōu)點(diǎn)，鋰電池被廣泛應(yīng)用在便攜式電子設(shè)備中。而另一方面，鋰電池因其能量密度高，使得難以確保電池的安全性。具體而言，在過充電狀態(tài)下，電解質(zhì)會(huì)被分解，使得電池內(nèi)部的溫度和壓力上升;在過放電狀態(tài)下，負(fù)極中的電解材料——銅會(huì)熔化而造成內(nèi)部短路，使溫度升高：在外部電路短路或放電電第一章緒論3流過大時(shí)，由于高內(nèi)阻的特性，電池內(nèi)部功率消耗增加，溫度也會(huì)上升，可能引起電解液的氧化或分解，導(dǎo)致鋰電池壽命縮短。除此之外，假若鋰電池進(jìn)行過度的放電，則會(huì)使電池內(nèi)的電解液產(chǎn)生變化，可循環(huán)充電的次數(shù)會(huì)因此而減少，進(jìn)而影響鋰電池的使用壽命。