鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2050次 | 2018年05月02日
鋰電池的優(yōu)點(diǎn)與缺陷
鋰離子電池在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛使用要?dú)w功于自身眾多的優(yōu)良性能。
鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)如下:
?。?)鋰電池電壓平臺(tái)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(lián)電壓,便于組成電池組。
(2)具有高儲(chǔ)存能量密度。相對(duì)其他電池而言鋰電池能量密度很高,目前已達(dá)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(jù)計(jì)算相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/5-1/6。
?。?)使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)。鋰電池的使用壽命可達(dá)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(huán)周期的最高紀(jì)錄可達(dá)1000次。
?。?)具備高功率承受力。電動(dòng)汽車用的磷酸亞鐵鋰離子電池最高充放電倍率可以達(dá)到15C-30C,這非常適合動(dòng)力汽車高強(qiáng)度的啟動(dòng)和加速。
?。?)自放電率很低。自放電率是鋰離子電池最突出的優(yōu)越性之一,室溫下滿電存儲(chǔ)1個(gè)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%。
?。?)無記憶效應(yīng)。這意味著鋰離子電池可以隨時(shí)充放電,而不必像鎳氫、鎳錫電池一樣,必須要等到電量耗盡。
?。?)高低溫適應(yīng)性強(qiáng)。鋰電池可在-20℃--60℃的環(huán)境下使用,經(jīng)過工藝上的處理,可以在-45℃環(huán)境下使用。
?。?)綠色環(huán)保。不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢都不含有也不產(chǎn)生鉛、汞、鎘等有毒重金屬物質(zhì)。
(9)鋰離子電池的主要原材料鋰、錳、鐵、釩等在我國(guó)都是富產(chǎn)資源;生產(chǎn)基本不消耗水,對(duì)水之源稀缺的國(guó)家十分有利。
但鋰電池也具有自身不可克服的缺陷,總結(jié)如下:
?。?)低溫下電池性能明顯惡化,放電平臺(tái)下降、輸出功率減小、可用電量衰減等。
(2)錯(cuò)誤使用存在安全隱患。由于鋰離子電池組成物質(zhì)非常活躍,若使用錯(cuò)誤將會(huì)出現(xiàn)電解液分解、燃燒甚至爆炸的重大事故。
?。?)不同放電倍率對(duì)電池的可用容量影響較大。
?。?)過充電和過放電均會(huì)對(duì)電池造成不可恢復(fù)的損害。針對(duì)以上的缺點(diǎn),一般大容量的鋰電池組均采用了保護(hù)裝置來監(jiān)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(duì)照關(guān)系。
表1各種電池性能對(duì)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(fù)極體系 石墨等層狀物 儲(chǔ)氫合金 氧化鎘 海綿鉛
隔膜體系 PP/PEPP或PE PP 尼龍 玻璃纖維棉
電解液體系 有機(jī)鋰鹽電解液 KOH水溶液 KOH水溶液 稀硫酸
標(biāo)稱電壓 3.0~3.7 1.2 1.2 2.0
體積能量密度 350~400wh/l 320~350wh/l 160~180wh/l 65~wh/l
重量能量密度 180~200wh/kg 60~65wh/kg 40~45wh/kg 25~30wh/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(diǎn)控制 恒流/限壓 恒流限時(shí) 恒流限時(shí) 恒流穩(wěn)壓
安全性 有一定隱患 安全 安全 安全
環(huán)保 環(huán)保 環(huán)保 鎘污染 鉛污染
最佳工作溫度 0℃~45℃ -20℃~45℃ -20℃~60℃ -40℃~70℃
價(jià)格(元/wh) 2.2~2.8/wh 3.5~4.0/wh 2.2~2.8/wh 0.7~1.0/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(wěn)壓源)
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