锂电基础知识

锂电基础知识

一、锂离子电池发展现状

   　锂离子电池分为液态锂离子电池（LIB）和聚合物锂离子电池（PLIB）。液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。在充、放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象地称为“摇椅电池”（Rocking Chair Batteries,缩写为RCB）。自1990年开发成功以来，由于它具有比能量高（是镉-镍电池的2-3倍，氢-镍电池的1-2倍）、工作电压高（3.6V，是镉-镍、氢-镍电池的三倍）、体积小（比氢-镍电池小30%）、质量轻（比氢-镍电池轻50%）、应用温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无污染、**性能好、无记忆效应等独特的优势，现已广泛用作袖珍贵重家用电器如移动电话、便携式计算机、摄象机、照相机等的电源，并已在航空、航天、航海、人造卫星、小型医疗仪器及**通讯设备领域中逐步替代传统的电池。

聚合物锂离子电池的正负极与液态锂离子电池相同，只是原来的液态电解质改为含有锂盐的凝胶聚合物电解质。它除具有液态锂离子电池的优点外，由于采用不流动电解质，还具有**性能更好的优点，因此更适合用做微型电器的电源，应用范围更广。自1999年聚合物锂离子电池实现产业化以来，已部分替代液态锂离子电池。

锂离子电池的应用前景十分广阔，据统计，目前，仅移动电话使用的电池中锂离子电池就占70%以上，而中国的移动电话用户为全球**，这表明锂离子电池还有很大的潜在市场。随着高新技术的发展和人民生活水平的提高，锂离子电池制造技术的进步和电池成本的下降，又将大大加快现代移动通讯和家用电器的发展速度，并促进国防**、电信技术的发展。可以预言，锂离子电池将成为21世纪人造卫星、宇宙飞船、潜艇、鱼雷、**导弹、火箭、飞机等现代高科技领域的重要化学电源之一。大容量、高功率的动力型锂离子电池将成为环保型电动汽车的理想电源。

二、电池基本术语

1．电池内阻

电池内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻值大，会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。

内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。电池内阻是衡量电池性能的一个重要参数。

2．电池的容量

电池的容量有额定容量和实际容量之分。

2.1．电池的额定容量是指电池在环境温度为20℃±5℃条件下，以5h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C5表示。

2.2．电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量，主要受放电倍率和温度的影响（故严格来讲，电池容量应指明充放电条件）。

2.3．容量常见单位有：mAh、Ah(1Ah=1000mAh)。

2.4．影响电池容量的因素主要有两个方面：一是活性物质的重量；二是活性物质的利用率。其中活性物质的利用率包括：

1）活性物质的活性：残余电化学反应的能力，与其晶形结构、制造方法和含杂质多少有关；

2）电极和电池的结构：成型方法、极板孔径、厚度、真实表面积大小；

3）电解液的组成；

4）制造工艺；

5）放电制度（T放、I放、V终）。

  2.5．电池的放电容量计算方法

在没有特别指明的情况下，电池放电容量均是指在一定倍率的恒流下放电至2.75V时所持续的时间。电池在不同温度下的放电容量均可根据该电池的放电时间(T)和放电电流(I)来计算，公式为： C(mAh)=I(mA)*T(h)。

以公司的产品为例如，一只PLB402035额定容量为230mAh的电池在常温下用恒流0.5C5A(115mA)放电，由4.2V放电至2.75V时所持续的时间为125min，利用以上的公式计算它的放电容量(C))应是：放电电流I(115mA)*放电时间125/60(h)=239.6mAh， 由此得出该电池的放电容量为239.6mAh。