液态锂离子电池的特性及性能分析

液态锂离子电池的特性及性能分析

按实际表现分为：力量型（冲刺，短时间大功率输出）和能量型（长距离跑，高能量储存）

按外观分：圆柱形、方形（钢/铝壳）、软包（铝塑膜）

按电解质材料分为：液态锂离子电池（LIB）和聚合物锂离子电池（PLB）。

液态锂离子电池采用的是液态电解质（目前大部分动力电池都是这种类型）。聚合物锂离子电池则是用固态聚合物电解质来代替。这种聚合物可以是“干的”，也可以是“胶体”，目前大部分采用的是聚合物凝胶电解质。至于固态电池，严格来说，就是电极和电解质都是固态的。

按正极材料分：磷酸铁锂电池（LFP）、钴酸锂电池（LCO）、锰酸锂电池（LMO）、（二元电池：镍锰酸锂/镍钴酸锂）、（三元电池：镍钴锰酸锂（NCM）、镍钴铝酸锂（NCA））。

按负极材料分：钛酸锂电池（LTO）、石墨烯电池、纳米碳纤维电池。

锂离子电池的特点

高能量密度、重量轻

目前锂离子电池的重量能量密度一般在200~260wh/g之间；铅酸电池一般在50~70wh/g之间，镍氢电池在40~70wh/kg之间。这就意味着，在同样的容量下，另外两种电池的重量是锂电池的3~5倍。因此，锂电池在储能设备轻量化方面占有绝对优势。

锂电池的体积容量密度通常约为铅酸电池的1.5倍，而镍氢电池的能量密度仅为锂离子电池的60-80%。因此，在相同容量的情况下，锂电池的体积也更小。

锂离子电池的重量是同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的20-30％、镍氢的35-50％。

高循环寿命

在正常情况下，锂离子电池可进行1000次以上的充放电循环。

无记忆效应

记忆效应是指镍镉电池在充放电过程中，电池容量下降的现象，锂离子电池则不存在这种现象。

快速充电

由于锂离子的活性较大，在电池内部移动速度较快，因此充电电流较大，充电速度较快。锂离子电池大约3小时即可充满电；而镍氢电池的充电速度很慢，大约需要1天时间。

无记忆效应

记忆效应是电池内容物因使用而结晶的效应。对于镍基电池，长时间存放后镍板上的结晶会变厚，影响与电解液的接触，导致容量下降。进行几次完全充放电，可以使晶粒细化，部分恢复容量。这叫“活化”。

锂电池没有记忆效应，只需要3-5次正常的充放电循环就可以激活电池，恢复正常容量。

环保

在环保政策下，为了确保环境能减少污染，铅酸电池在生产、使用、回收过程中，都存在处理不当而造成的污染，但是由于锂电池的包装和密封性比较完善，相对来说会比较环保。

锂电池广泛应用于水力、火力、风能、太阳能发电站等储能电源系统，邮电通信不间断电源，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等领域。锂离子电池以其独特的性能优势，在笔记本电脑、照相机、移动通讯等便携式电器中得到了广泛的应用。

使用锂离子电池的注意事项

1.避免在恶劣环境下使用，如高温、高湿、夏季长期阳光暴晒等，避免将电池放入火中。

2、取出电池时，请确保电器处于关闭状态；工作温度应保持在-20~50℃之间。

3、避免将电池长期“存放”在不使用的电器中。

如何使用锂离子电池

1. 如何给新电池充电

使用锂电池时需要注意的是，电池放置一段时间后会进入休眠状态，此时容量低于正常值，使用时间也会缩短。不过锂电池很容易激活，经过3-5次正常的充放电循环，电池就可以被激活，恢复正常容量。由于锂电池本身的特性，几乎没有记忆效应，因此用户手机里的新锂电池在激活过程中，不需要特殊的方法和设备。

关于锂电池的“激活”问题，很多人说充电时间必须超过12小时，反复三次，才能激活电池。这种“前三次充电需12小时以上”的说法，显然是延续了镍电池（如镍镉、镍氢）的说法。所以这种说法可以说从一开始就是误导。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，而且我可以非常明确地告诉你，我查阅过的所有严肃正规的技术资料都在强调，过充过放会对锂电池造成严重损害，特别是对液态锂离子电池造成巨大的损害。所以最好按照标准的时间和方法充电，尤其是不要充电超过12小时（充电器显示充满电）。

另外，锂电池或充电器在电池充满电后会自动停止充电，不存在镍电池充电器所谓的持续10小时以上的“涓流”充电。也就是说，如果你的锂电池充满电后放在充电器上，就白充了。而且我们谁也不能保证电池的充放电保护电路特性永不改变、质量万无一失，所以你的电池会长期处于危险的边缘。这也是我们反对长时间充电的另一个原因。

除此之外，还有一个不容忽视的方面就是锂电池同样不适合过度放电，过度放电对于锂电池也是非常不利的。

2.正常使用时何时开始充电？

经常看到，因为充放电次数有限，所以手机电池要尽量用完再充电，其实锂电池的寿命跟这个没关系，下面举例一个锂离子电池充放电循环实验表，循环寿命数据罗列如下：

循环寿命（50%DOD）>1000次

循环寿命（100%DOD）＞500次

其中DOD是放电深度（Deep of ）的英文缩写，从表中可以看出，可充电次数和放电深度有关，10%DOD下的循环寿命比100%DOD下的循环寿命长得多。当然，如果换算成实际充电的相对总容量：10%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放电还是要好一些，不过前面这位网友的说法需要修改一下：一般情况下，应该按照电池剩余电量有保留地再充的原则进行充电，但是如果你的电池预计第二天还撑不了一整天的话，那么就应该及时开始充电了，当然，如果你愿意背着充电器去办公室就另当别论了。

电池剩余电量用完再充电的原则并不意味着要走极端。像长期充电这样流行的说法就是“尽量把电量用完”。这种做法其实只在镍电池上实行，以避免记忆效应。可惜，锂电池也同样如此。曾经有案例，有人在手机出现低电量警告后，不充电就继续使用，直到手机自动关机。结果，此案例中的手机在后续充电开机过程中没有反应，不得不送去客服维修。这其实就是电池因过度放电导致电压过低，不具备正常充电开机条件所导致的。

手机锂离子电池不要充得太满或用到没电为止。在电池电量完全耗尽之前充电不会对电池造成伤害。建议在 2-3 小时内充电，不一定要充满。但锂电池应每隔 3-4 个月左右充满电（正常充电时间）并放电 1-2 次。

长期不使用的锂电池应存放在阴凉干燥的地方。最好使用半充电状态（满电的 70-80%，如果你的手机充满电时显示 4 格，那么 3 格就足够了）。充满电后存放电池很危险，可能会损坏电池。未充电就存放电池可能会造成损坏。每 3-6 个月检查是否需要充电。

锂离子电池根据电解液可以分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池，聚合物锂离子电池的电解液为胶体，不会流动，所以不存在漏液问题，比较安全。