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鋰電池與鋰離子電池的原理及分類

鉅大LARGE  |  點擊量:1416次  |  2011年06月18日  

電池Batteries是一種能量轉化與儲存裝置,通過反應將化學能或物理能轉化為電能;鋰電池(Li-ion)是以金屬鋰為負極的化學電源。自1958年提出設想以來,發展極為迅速,并很快便投入生產。接著由80年代中到90年代初由SoNY 進一步開發研制并形成鋰離子電池,由于它具有能量高、電壓高、壽命長、無記憶效應、無污染、性價比好且有利的電池、貯能密度最高,可以大大降低移動電話的重量等優點,是電池行業中的佼佼者,也是移動通訊、筆記本電腦、攝錄像機等小型便攜式電器設備的理想電源。
    一、原理與標識
    鋰離子電池中的正負極和隔膜都有離子存在, 正極是含鋰的過渡金屬氧化物, 如LiCoO2、LiMn204等.其反應過程為Li-Co02 Lil-xCoO2+xLi+xe-;負極是碳素材料如石墨等。主要為C充電,其反應為C+xLi+xe-CLix;電解質量是含鉀鹽的有機溶液;總反應是LiCo02+Lil-XCoO2+CLix。放電時則發生逆反應。工作過程中鋰離子在正負極及電解質隔膜中定向運動。充電時,在電場的驅動下從正極脫出,經過電解質,插入到負極中;放電時,返回正極中。
    鋰離子電池的標識由3部分組成:例LC18650表示圓柱型結構,直徑為18mm、高65mm;LP083448 SH表示鋼殼高容量方型結構.厚度為8mm、高48mm、寬度為34mm;LP083467 AR表示鋁殼圓角方型結構.厚度為8mm、高67mm、寬度為34mm。
    二、分類
    鋰電池的品種很多,同時便產生了很多分類方法,通常根據所用電解質和工作方式的不同,主要分為兩種。
    1. 電解質
    按電解質的性質、成分不同,鋰電池可以分為4類。
    (1)有機電解質電池  使用常溫下為液體的有機溶劑作為電解質;
    (2)無機電解質電池  使用常溫下為液體的無機非水溶劑作為電解質;
    (3)固體電解質電池  使用固體鋰離子導體作為電解質;
    (4)熔鹽電池  使用常溫下為固態. 高溫下為液態的無機鹽作為電解質。
    2. 工作方式
    根據工作方式的不同,可以分為3類。
    (1)原電池  也稱一次電池,是鋰電池。可以連續放電,也可以間歇放電。一旦電能耗盡便不能再用,目前在照相機等耗電量較低的電子產品中廣泛使用;
    (2)儲備式  分為兩種,一種是平時正負極群處于干態,電解液存放在貯液室中,當使用時啟動激活裝置,迫使電解液進入電極群而放電;另一種是熔鹽類,使用時啟動點火裝置使電解質熔化而放電;
    (3)二次電池  又稱鋰蓄電池,就是鋰離子電池,放電至終止電壓后。可以充電后再使用,在攝像機、數碼相機、手機及筆記本電腦等耗電量較大的電子產品中大量使用。

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