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锂离子电池知识Li-Ion

锂离子电池是由锂电池发展而来的。举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电池的负极

材料是锂金属，正极材料是碳材。按照大家习惯上的命名规律，我们称这种电池为锂电池。

锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材。电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与

迁出来实现电池的充放电过程，为了区别于传统意义上的锂电池，所以人们称之为锂离子电池。

锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，例如：移动电话、笔记本电脑、小型摄像

机等等，且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。应用表明，锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。

锂离子电池的主要构成

（1）电池盖

（2）正极活性物质为氧化钴锂

（3）隔膜一种特殊的复合膜

（4）负极活性物质为碳

（5）有机电解液

（6）电池壳

锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池（Ni/Cd）和镍氢电池（Ni/MH）来讲的。那么，锂离子电池

究竟好在哪里呢？

（1）工作电压高

（2）比能量大

（3）循环寿命长

（4）自放电率低

（5）无记忆效应

（6）无污染

以下是镍镉、镍氢、锂离子电池性能的对比：

技术参数镍镉电池镍氢电池锂离子电池

工作电压（V）1.21.23.6

重量比能量(Wh/Kg)5065105-140

体积比能量(Wh/l)150200300

充放电寿命(次)5005001000

自放电率（%/月）25-3030-356-9

有无记忆效应有有无

有无污染有无无

（注：充电速率均为1C）

锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的

锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到

碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。

同样道理，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正

极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。根据其工作原

理来讲，锂离子电池又叫摇椅式电池。

为了确保Li-ion安全可靠的使用，专家们进行了非常严格、周密的电池安全性能设计，以达到电

池安全考核指标。

1）隔膜135℃自动关断保护

采用国际先进的Celgars2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下，PE复合膜

两侧的膜孔闭合，电池内阻增大，电池内部升温减缓，电池升温达到135℃时，PP膜孔闭合，电

池内部断路，电池不再升温，确保电池安全可靠。

2）向电解液中加入添加剂

在电池过充，电池电压高于4.2V的条件下，电解液添加剂与电解液中其他物质聚合，电池内阻

大幅度增加，电池内部形成大面积断路，电池不再升温。

3）电池盖复合结构

电池盖采用刻痕防爆球结构，电池升温时，电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀，电池内

压加大，压力达到一定程度刻痕破裂、放气。

4）各种环境滥用测试

进行各项滥用实验，如外部短路、过充、针刺、冲击、焚烧等，考察电池安全性能。同时对电池

进行温度冲击实验和振动、跌落、冲击等力学性能实验，考察电池在实际使用环境焉的性能情况。

充电限制电压？额定容量？额定电压？终止电压？

A、充电限制电压

按生产厂家规定，电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。

B、额定容量

生产厂家标明的电池容量，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，单位为Ah（安培小时）或mAh（毫安小时）。

C、标称电压

用以表示电池电压的近似值。

D、终止电压

规定放电终止时电池的负载电压，其值为n*2.75V(锂离子单体电池的串联只数用“n”表示

锂离子电池的工艺技术非常严格、复杂，这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。

（1）制浆

用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。

（2）涂膜

将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片。

（3）装配

按正极片--隔膜--负极片--隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，再经注入电解液、封口等工艺

过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。

（4）化成

用专用的电池充放电设备