主题：充电电池介绍 -- 积吉

[SIZE=3]3. 锂电池[/SIZE]

最早出现的锂电池来可追溯到发明家爱迪生。1971 年日本松下公司的福田雅太郎发明锂氟化碳电池，使锂电池实现应用化商品化。锂电池其实是锂金属电池Li、锂离子电池Li-ion、锂聚合物电池Li-polymer的统称。它的正极是由锂金属或含锂的活性化合物，由于锂金属的化学特性非常活泼，锂金属为正极的锂电池没有得到广泛应用。

目前的锂电池可以分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池两大类。它们所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，电池的工作原理也基本一致。主要区别在于电解质的不同, 锂离子电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。很显然胶体电解质不会像液体电解液泄露，所以装配很容易，使得整体电池更轻、更薄，安全性更好。加上用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而可以提高整个电池的比容量；是下一代锂离子电池。

锂离子电池的工作原理很简单。充电时，在电场的驱动下锂离子从正极晶格中脱出，经过电解质，嵌入到负极晶格中。放电时，过程正好相反，锂离子返回正极，电子则通过了用电器，由外电路到达正极与锂离子复合。这就需要一个电极在组装前处于嵌锂状态，一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiMn2O4。近期又发展出克容量较高，性能较好的二元，三元正极材料如LiNiCoMn02等。做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂的材料，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物，包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz(x=0.4～0.6，y=0.6～0.4，z=(2 ＋3x＋5y)/2)等。电解质采用LiPF6的乙烯碳酸脂（EC）、丙烯碳酸脂（PC）和低粘度二乙基碳酸脂（DEC）等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系。隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜，尤其是PP/PE/PP三层隔膜不仅熔点较低，而且具有较高的抗穿刺强度，起到了热保险作用。外壳采用钢或铝材料，盖体组件具有防爆断电的功能。

[SIZE=3]表：三种锂离子电池的性能比较[/SIZE]

钴酸锂 镍钴锰 锰酸锂

liCo02 LiNiCoMn02 LiMn204

振实密度（g/cm3） 2.8～3.0 2.0～2.3 2.2～2.4

比表面积（m2/g） 0.4～0.6 0.2～0.4 0.4～0.8

克容量(mAh/g) 135～140 155～165 100～115

电压平台(V) 3.6 3.5 3.7

循环性能 ≥300次 ≥800次 ≥500次

过渡金属 贫乏 贫乏 丰富

原料成本 很高 高 低廉

环保 含钴 含镍、钴 无毒

安全性能 差 较好 良好

我们目前最常用的便携式电器是手机、笔记本电脑、mp3、照相机等. 它们的电力最主要的是由锂电池提供。它的最大问题是使用寿命还不够长，换一个新电池花费不小。所以注意电池的使用以延长电池寿命就显得重要。1）首先我们要澄清一个充放电的错误观念，即有人认为：锂电池必须用完电以后才能充电。这是错的。锂电池寿命和电池的总充电电量有关，和充电次数无关。深放深充一次（比如完成1Ah电量的充放）和浅放浅充4次（每次完成0.25Ah电量的充放）对于锂电寿命的影响相差不大。但深度的充、放电会额外造成锂离子电池正、负的永久损坏。所以最好是在电量只有20%－40%的时候进行充电，充到70%－80%的时候停止充电。2）如果锂电池存放3个月以上，就需要“激活”。“激活”的方法是进行2～4次的完全充放电过程，即“充满电－用完－再充电”；因此新买来的电池一般都需要“激活”； 3）如果设备不用，每个月要充电1次，否则电池容易损坏。电池的保护电路对电池寿命很重要，但不是我们的讨论范围。