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什么是离子电池(等离子电池是什么)

admin2023-01-03科技生活81

离子电池和三元锂电池的区别是什么

【太平洋汽车网】1、主要材料不同:锂电池材料主要有锂钴酸、磷酸铁锂等;三元锂电池材料是以镍盐、钴盐、锰盐为原料。2、应用不同:锂电池用于大型电动车辆:公交车、电动汽车等;三元锂电池用于移动和无线电子设备、电动工具等领域。

一、性质不同

1、磷酸铁锂电池:以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。

2、三元锂电池:锂电池的正极材料是采用镍钴锰酸锂或镍钴铝酸锂三元正极材料。

二、主要材料不同

1、磷酸铁锂电池:锂离子电池正极材料主要有锂钴酸、锂锰酸、锂镍酸、三元材料、磷酸铁锂等。其中钴酸锂是大多数锂离子电池的正极材料。

2、三元锂电池:三元复合正极材料是以镍盐、钴盐、锰盐为原料,镍、钴、锰的比例可根据实际需要调整。

三、应用不同

1、磷酸铁锂电池:大型电动车辆:公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等;轻型电动车:电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等;电动工具:电钻、电锯、割草机等。

2、三元锂电池:广泛应用于移动和无线电子设备、电动工具、混合动力和电动交通工具等领域。

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(图/文/摄:太平洋汽车网问答叫兽)

锂离子电池的定义是什么

锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。

锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池,通常人们俗称其为锂电池。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。而真正的锂电池由于危险性大,很少应用于日常电子产品。

锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先开发成功。它是把锂离子嵌入碳(石油焦炭和石墨)中形成负极(传统锂电池用锂或锂合金作负极)。正极材料常用LixCoO2 ,也用 LixNiO2 ,和LixMnO4 ,电解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯(EC)+二甲基碳酸酯(DMC)。

石油焦炭和石墨作负极材料无毒,且资源充足,锂离子嵌入碳中,克服了锂的高活性,解决了传统锂电池存在的安全问题,正极LixCoO2在充、放电性能和寿命上均能达到较高水平,使成本降低,总之锂离子电池的综合性能提高了。预计21世纪锂离子电池将会占有很大的市场。

锂离子二次电池充、放电时的反应式为LiCoO2+C=Li1-xCoO2+LixC

什么叫锂离子电池?

一、发展及分类

“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

锂电池最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低,放电电压平缓等优点,使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压,更适合作集成电路电源。二氧化锰电池,就广泛用于计算器,数码相机、手表中。

为了开发出性能更优异的品种,人们对各种材料进行了研究,从而制造出前所未有的产品。

1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。

20世纪70年代时,M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。

1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化,使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。

由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。

锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。

锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

二、工作原理

1. 锂金属电池

一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

放电反应:Li+MnO2=LiMnO2

2.锂离子电池:

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

充电正极上发生的反应为

LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(电子)

充电负极上发生的反应为

6C+xLi++xe- = LixC6

充电电池总反应:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

三、特征

高能量密度锂离子电池的重量是相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%。

高电压一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值),相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。

无污染锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。

不含金属锂锂离子电池不含金属锂,因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。

循环寿命高在正常条件下,锂离子电池的充放电周期可超过500次,磷酸亚铁锂则可以达到2000次。

无记忆效应记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中,电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。

快速充电使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器,可以使锂离子电池在1.5-2.5个小时内就充满电;而新开发的磷铁锂电池,已经可以在35分钟内充满电。

三、优缺点分析

1.优点

(1)能量比较高。具有高储存能量密度,已达到460-600Wh/kg,是铅酸电池的约6-7倍;

(2)使用寿命长,使用寿命可达到6年以上,磷酸亚铁锂为正极的电池1C(100%DOD)充放电,有可以使用10,000次的记录;

(3)额定电压高(单体工作电压为3.7V或3.2V),约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压,便于组成电池电源组;锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术,将电压调至3.0V,以适合小电器的使用。

(4)具备高功率承受力,其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力,便于高强度的启动加速;

(5)自放电率很低,这是该电池最突出的优越性之一,一般可做到1%/月以下,不到镍氢电池的1/20;

(6)重量轻,相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5;

(7)高低温适应性强,可以在-20℃--60℃的环境下使用,经过工艺上的处理,可以在-45℃环境下使用;

(8)绿色环保,不论生产、使用和报废,都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。

(9)生产基本不消耗水,对缺水的我国来说,十分有利。

比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位,W是瓦、h是小时;kg是千克(重量单位),L是升(体积单位)。

2.缺点

1.锂原电池均存在安全性差,有发生爆炸的危险。

2.钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电,价格昂贵,安全性较差。

3.锂离子电池均需保护线路,防止电池被过充过放电。

4.生产要求条件高,成本高。

5.使用条件有限制,高低温使用危险大。

什么是锂电池(锂离子电池和锂电池的区别)

锂元素在我们生活中有着广泛的应用,其中最常见的就是我们日常都离不开的手机、电脑上所用的锂电池。因此,我们耳边经常会听到锂电池、锂离子电池、锂金属电池等概念。它们是同样的东西吗,不是的话,它们之间又是什么关系呢?

首先,锂离子电池和锂金属电池都是锂电池的一种。锂离子电池呢,顾名思义,主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作,充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌,一般采用石墨作为负极(第1代),现在也有硅碳负极(第2代)。而且锂离子电池一直都是可充电电池(二次电池)。

锂是元素周期表中最轻最具负电性的金属,是负极的最佳选择。锂金属电池,就是采用了金属锂作为负极的电池。但实际上锂金属电池的充放电过程也伴随着Li+在电解液中的迁移,所以严格意义上讲,锂金属电池是一种特殊的锂离子电池。但是,在科技论文中形成了约定俗成的习惯,提到锂离子电池时一般指非锂金属的锂离子电池;锂金属电池就是指采用锂金属作为电极的电池。

如此定义,二者区别便很明确:在锂离子电池中,锂元素只以+1价的Li+形式存在,在充放电过程中不发生电子得失,不会由Li+变成单质锂;而在锂金属电池中,锂元素在充放电过程中会发生相应的价态变化。

锂金属电池在1912年首次提出时确实是一次电池(即不可充电电池),而且锂金属具有很强的反应活性,所以后续逐渐销声匿迹,被锂离子电池取代。但经过一个世纪的发展,现在的技术已经可以很好地实现锂金属在充放电过程中的溶解和沉积,所以现在科研论文中报道的锂金属电池绝大多数为二次电池,即可充电电池,如现在比较热门的锂硫电池就是采用的锂金属。

再澄清一点记忆电池和锂离子电池的关系,它们不是同一种电池,电池记忆效应是指,电池好像记忆用户日常的充放电幅度和模式,日久很难改变这种模式,不能再做大幅度充电或放电。这是因为之前电池采用的是镍镉电池,而传统工艺中负极为烧结式,镉晶粒较粗,如果镍镉电池在它们被完全放电之前就重新充电,镉晶粒容易聚集成块而使电池放电时形成次级放电平台,电池会储存这一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点。但锂离子电池不存在这种效应的,大家放心使用就好。

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