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工作原理

鋰金屬電池：

鋰電池基本原理鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

殼特性

鋰，原子序數(shù)3，原子量為6.941，是最輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓，科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲(chǔ)存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu)，形成了納米等級(jí)的細(xì)小儲(chǔ)存格子，可用來儲(chǔ)存鋰原子。這樣一來，即使是電池外殼破裂，氧氣進(jìn)入，也會(huì)因氧分子太大，進(jìn)不了這些細(xì)小的儲(chǔ)存格，使得鋰原子不會(huì)與氧氣接觸而避免爆炸。

保護(hù)措施

鋰電池芯過充到電壓高于 4.2V 后，會(huì)開始產(chǎn)生副作用。過充電壓愈高，危險(xiǎn)性也跟著愈高。鋰電芯電壓高于 4.2V 后，正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半， 此時(shí)儲(chǔ)存格常會(huì)垮掉， 讓電池產(chǎn)生性的容量損失。 如果繼續(xù)充電，由于負(fù)極的儲(chǔ)存格已經(jīng)裝滿了鋰原子，后續(xù)的鋰金屬會(huì)堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰原子會(huì)由負(fù)極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會(huì)穿過隔膜，使正負(fù)極短路。有時(shí)在短路發(fā)生前電池就先爆炸，這是因?yàn)樵谶^充過程，電解液等材料會(huì)分解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓脹破裂，讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng)，進(jìn)而爆炸。

因此，鋰電池充電時(shí)，一定要設(shè)定電壓上限， 才可以同時(shí)兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。充電電壓上限為 4.2V。 鋰電芯放電時(shí)也要有電壓下限。 當(dāng)電芯電壓低于 2.4V 時(shí)， 部分材料會(huì)開始被破壞。 又由于電池會(huì)自放電， 放愈久電壓會(huì)愈低，因此，放電時(shí)最好不要放到 2.4V 才停止。鋰電池從 3.0V 放電到 2.4V 這段期間，所釋放 的能量只占電池容量的 3%左右。因此，3.0V 是一個(gè)理想的放電截止電壓。 充放電時(shí)，除了電壓的限制，電流的限制也有其必要。電流過大時(shí)，鋰離子來不及進(jìn)入儲(chǔ)存格，會(huì)聚集于材料表面。

這些鋰離子獲得電子后，會(huì)在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶，這與過充一樣，會(huì)造成危險(xiǎn)性。萬一電池外殼破裂，就會(huì)爆炸。 因此，對(duì)鋰離子電池的保護(hù)，至少要包含：充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項(xiàng)。一般鋰電池組內(nèi)，除了鋰電池芯外，都會(huì)有一片保護(hù)板，這片保護(hù)板主要就是提供這三項(xiàng)保護(hù)。但是，保護(hù)板的這三項(xiàng)保護(hù)顯然是不夠的，全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統(tǒng)的安全性，必須對(duì)電池爆炸的原因， 進(jìn)行更仔細(xì)的分析。

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鋰電池最早期應(yīng)用在。鋰電池的自放電率極低，放電電壓平緩等優(yōu)點(diǎn)，使得植入人體的能夠長期運(yùn)作而不用重新充電。鋰電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓，更適合作集成電路電源。二氧化錳電池，就廣泛用于計(jì)算器，數(shù)碼相機(jī)、手表中。

為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種，人們對(duì)各種材料進(jìn)行了研究，從而制造出的產(chǎn)品。

1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。它的實(shí)用化，使人們的、筆記本、計(jì)算器等攜帶型電子設(shè)備的重量和體積大大減小。

主要材料

碳負(fù)極材料

實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。

錫基負(fù)極材料

錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價(jià)態(tài)金屬錫的氧化物。沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

氮化物

沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

合金類

包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ，也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

納米級(jí)

納米碳管、納米合金材料。

納米氧化物

根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場發(fā)展最新動(dòng)向，諸多公司已經(jīng)開始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨，錫氧化物，納米碳管里面，極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。

NC2040

ND2034

ND2057

NF2040

NH2054

NI2020

NI2024

NL2024HD

NI2040

NJ1020

NL2024

PB3037HD25

PB3037HD30

PB3037QE30

PD3074HD25

PD3074HD30

PD3074QE30

PD3077HD25

PD3077HD30

PD3077QE30

PH2054HD31

PH2054HD34

PH3054HD25

PH2054HD31

PH2054HD34

PH3054HD25

PH2059HD29

PH2059HD31

PH2059HD34

PH3059HD25

PH3059HD30

PH2059HD29

PH2059HD31

PH2059HD34

PH3059HD25

PH3059HD30

PH1000A