鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年05月02日
鋰電池的優點與缺陷
鋰離子電池在各個領域被廣泛使用要歸功于自身眾多的優良性能。
鋰離子電池優點如下:
(1)鋰電池電壓平臺高。單體電池的平均電壓為3.7V或3.2V,約等于3只鎳鎘電池或鎳氫電池的串聯電壓,便于組成電池組。
(2)具有高儲存能量密度。相對其他電池而言鋰電池能量密度很高,目前已達到460-600Wh/kg,約為鉛酸電池的6-7倍。這就意味著在相同電荷容量下,鋰電池重量更輕。據計算相同體積下重量約為鉛酸產品的1/5-1/6。
(3)使用壽命相對較長。鋰電池的使用壽命可達到6年以上。以磷酸亞鐵鋰為正極的鋰電池為例,在1C充放電倍率下,循環周期的最高紀錄可達1000次。
(4)具備高功率承受力。電動汽車用的磷酸亞鐵鋰離子電池最高充放電倍率可以達到15C-30C,這非常適合動力汽車高強度的啟動和加速。
(5)自放電率很低。自放電率是鋰離子電池最突出的優越性之一,室溫下滿電存儲1個月的自放電率約10%左右,而同等條件下鎳鎘為25~30%、鎳氫為30~35%。
(6)無記憶效應。這意味著鋰離子電池可以隨時充放電,而不必像鎳氫、鎳錫電池一樣,必須要等到電量耗盡。
(7)高低溫適應性強。鋰電池可在-20℃--60℃的環境下使用,經過工藝上的處理,可以在-45℃環境下使用。
(8)綠色環保。不論生產、使用和報廢都不含有也不產生鉛、汞、鎘等有毒重金屬物質。
(9)鋰離子電池的主要原材料鋰、錳、鐵、釩等在我國都是富產資源;生產基本不消耗水,對水之源稀缺的國家十分有利。
但鋰電池也具有自身不可克服的缺陷,總結如下:
(1)低溫下電池性能明顯惡化,放電平臺下降、輸出功率減小、可用電量衰減等。
(2)錯誤使用存在安全隱患。由于鋰離子電池組成物質非常活躍,若使用錯誤將會出現電解液分解、燃燒甚至爆炸的重大事故。
(3)不同放電倍率對電池的可用容量影響較大。
(4)過充電和過放電均會對電池造成不可恢復的損害。針對以上的缺點,一般大容量的鋰電池組均采用了保護裝置來監視電池的使用過程。
表1給出了鋰離子電池和其他電池性能的對照關系。
表1各種電池性能對比
二次電池分類 鋰離子電池 鎳氫電池 鎳鎘電池 鉛酸電池
正極體系 鋰過渡金屬氧化物 氫氧化亞鎳 氫氧化亞鎳 二氧化鉛
負極體系 石墨等層狀物 儲氫合金 氧化鎘 海綿鉛
隔膜體系 PP/PEPP或PE PP 尼龍 玻璃纖維棉
電解液體系 有機鋰鹽電解液 KOH水溶液 KOH水溶液 稀硫酸
標稱電壓 3.0~3.7 1.2 1.2 2.0
體積能量密度 350~400wh/l 320~350wh/l 160~180wh/l 65~wh/l
重量能量密度 180~200wh/kg 60~65wh/kg 40~45wh/kg 25~30wh/kg
電池原理 離子遷移 氧化還原 氧化還原 氧化還原
充放電方法 恒流恒壓充電 恒流充電 恒流充電 恒流充電
充電終點控制 恒流/限壓 恒流限時 恒流限時 恒流穩壓
安全性 有一定隱患 安全 安全 安全
環保 環保 環保 鎘污染 鉛污染
最佳工作溫度 0℃~45℃ -20℃~45℃ -20℃~60℃ -40℃~70℃
價格(元/wh) 2.2~2.8/wh 3.5~4.0/wh 2.2~2.8/wh 0.7~1.0/wh
充電器成本 高(恒流恒壓) 一般(控制恒流源) 一般(控制恒流源) 低(穩壓源)
下一篇:你知道鋰電池的一些基本概念嗎?