锂电池

　　5、【锂电池】(lithium cell）一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于发明家爱迪生，使用Li+MnO2=LiMnO2氧化还原反应放电。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，所以锂电池生产要在特殊的环境条件下进行。锂离子电池的主要优点是：（1）比能量高。具有高储存能量密度，目前已达到460～600Wh/kg，是铅酸电池的约6～7倍。（2）使用寿命长，可达到6年以上。（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。（4）具备高功率承受力，便于用电设备高强度地启动加速。（5）自放电率很低。一般可做到一个月1%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蓄电池的1/5～1/6。（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，节约水资源。由于锂电池的很多优点，已被广泛地应用在电子仪表、数码电器和家电产品上。但是，锂电池多数是一次电池，少数的二次电池的寿命和安全性比较差。常用的锂电池有：（1）锂－二氧化锰电池。以金属锂为负极，以经过热处理的二氧化锰为正极，电解液为高氯酸锂的有机溶液。分圆柱式或扣式。其特点是：低自放电率，年自放电可≤1%；全密封电池可满足10年寿命，半密封电池一般是5年。（2）锂－亚硫酰氯电池。以金属锂为负极，正极和电解液为亚硫酰氯（氯化亚砜）。圆柱式电池。装配完成即有电，电压3.6V。是工作电压最平稳的电池种类之一，也是目前单位体积（质量）容量最高的电池。适合在不能经常维护的电子仪器设备上使用。（3）锂离子电池。由液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)两类。由于锂离子电池工作电压高，体积小，质量轻，能量高，无记忆效应，无污染，自放电小，循环寿命长，是21世纪发展的理想能源。其他锂电池还有锂-硫化亚铁电池、锂-二氧化硫电池等。

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　　锂电池发展进程

　　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，所以锂电池生产要在特殊的环境条件下进行。但是由于锂电池的很多优点，锂电池被广泛的应用在电子仪表、数码和家电产品上。但是，锂电池多数是二次电池，也有一次性电池。少数的二次电池的寿命和安全性比较差。

　　后来，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池。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，达到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，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，又运动回正极。回正极的锂离子越多，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。在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion Batteries就像一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion Batteries又叫摇椅式电池。

　　随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用，锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用，并在近年逐步向其他产品应用领域发展。1998年，天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。习惯上，人们把锂离子电池也称为锂电池，现在锂离子电池已经成为了主流。