鋰電池知識全面介紹

?鋰電池（Lithium battery）是指電化學(xué)體系中含有鋰（包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物）的電池。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰金屬電池通常是不可充電的，且內(nèi)含金屬態(tài)的鋰。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。

折疊電池化學(xué)反應(yīng)原理

鋰金屬電池　　

鋰金屬電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池使用以下反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，放電。

鋰離子電池

正極

正極材料：可選的正極材料很多，目前主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對照：

LiCoO2 3.7 V 140 mAh/g

Li2Mn2O4 4.0 V 100 mAh/g

LiFePO4 3.3 V 100 mAh/g

Li2FePO4F V 115 mAh/g

磷酸鐵鋰系

正極反應(yīng)：放電時鋰離子嵌入，充電時鋰離子脫嵌。 充電時：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4

負極

負極材料：多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。負極反應(yīng)：放電時鋰離子脫插，充電時鋰離子插入。 充電時：xLi+ + xe- + 6C → LixC6放電時：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C

鈷酸鋰系

正極上發(fā)生的反應(yīng)為

LiCoO2=充電=Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-

Li1-xCoO2+XLi+ + Xe-=放電=LiCoO2

負極上發(fā)生的反應(yīng)為

6C+XLi+ + Xe-=充電=LixC6

LixC6=放電=6C+XLi+ + Xe-

最早得以應(yīng)用于心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低，放電電壓平緩。使得起植入人體的搏器能夠長期運作而不用重新充電。鋰電池一般有高于伏的標(biāo)稱電壓，更適合作集成電路電源。二氧化錳電池，就廣泛用于計算器，數(shù)位相機、手表中。

為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種，人們對各種材料進行了研究。從而制造出前所未有的產(chǎn)品。比如，鋰二氧化硫電池和鋰亞硫酰氯電池就非常有特點。它們的正極活性物質(zhì)同時也是電解液的溶劑。這種結(jié)構(gòu)只有在非水溶液的電化學(xué)體系才會出現(xiàn)。所以，鋰電池的研究，也促進了非水體系電化學(xué)理論的發(fā)展。除了使用各種非水溶劑外，人們還進行了聚合物薄膜電池的研究。

1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。它的實用化，使人們的行動電話、筆記本、計算器等攜帶型電子設(shè)備重量和體積大大減小。使用時間大大延長。由于鋰離子電池中不含有重金屬鎘，與鎳鎘電池相比，大大減少了對環(huán)境的污染。

鋰電池通常分兩大類：

鋰金屬電池：鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

鋰離子電池：鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

雖然鋰金屬電池的能量密度高，理論上能達到3860瓦/公斤。但是由于其性質(zhì)不夠穩(wěn)定而且不能充電，所以無法作為反復(fù)使用的動力電池。而鋰離子電池由于 具有反復(fù)充電的能力，被作為主要的動力電池發(fā)展。但因為其配合不同的元素，組成的正極材料在各方面性能差異很大，導(dǎo)致業(yè)內(nèi)對正極材料路線的紛爭加大。

通常我們說得最多的動力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池（三元鎳鈷錳）。[3]

1 1970年代埃克森的采用硫化鈦作為正極材料，金屬鋰作為負極材料，制成首個鋰電池。

2. 1980年，J. Goodenough 發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰可以作為鋰離子電池正極材料.

3 1982年伊利諾伊理工大學(xué)(the Illinois Institute of Technology)的和發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性，此過程是快速的，并且可逆。與此同時，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關(guān)注，因此人們嘗試?yán)娩囯x子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾實驗室試制成功。

4 1983年、等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料，具有低價、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險。

5 1989年，和發(fā)現(xiàn)采用聚合陰離子的正極將產(chǎn)生更高的電壓。

6 1991年索尼公司發(fā)布首個商用鋰離子電池。隨后，鋰離子電池革新了消費電子產(chǎn)品的面貌。

7 1996年P(guān)adhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，如磷酸鋰鐵(LiFePO4)，比傳統(tǒng)的正極材料更具優(yōu)越性，因此已成為當(dāng)前主流的正極材料。

由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高，所以鋰電池生產(chǎn)要在特殊的環(huán)境條件下進行。但是由于鋰電池的很多優(yōu)點，鋰電池被廣泛的應(yīng)用在電子儀表、數(shù)碼和家電產(chǎn)品上。但是，鋰電池多數(shù)是二次電池，也有一次性電池。少數(shù)的二次電池的壽命和安全性比較差。

后來，日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。當(dāng)對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當(dāng)對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出， 又運動回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。在Li-ion的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負極→正極的運動狀態(tài)。Li-ion Batteries就像一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運動員一樣在搖椅來回奔跑。所以Li-ion Batteries又叫搖椅式電池。

隨著數(shù)碼產(chǎn)品如手機、筆記本電腦等產(chǎn)品的廣泛使用，鋰離子電池以優(yōu)異的性能在這類產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，并在近年逐步向其他產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。1998年，天津電源研究所開始商業(yè)化生產(chǎn)鋰離子電池。習(xí)慣上，人們把鋰離子電池也稱為鋰電池，但這兩種電池是不一樣的?，F(xiàn)在鋰離子電池已經(jīng)成為了主流。

據(jù)《中國鋰電池行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》 中資料顯示：中國鋰電行業(yè)的突出問題是產(chǎn)業(yè)鏈投資熱度不減的同時無序競爭加劇，下游需求持續(xù)疲軟，行業(yè)艱難前行 中國鋰電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑基本是草根狀態(tài)自發(fā)生長形成，企業(yè)基本上都是單一業(yè)務(wù)經(jīng)營，特點是：實力有限，規(guī)模小，生存壓力大，可持續(xù)發(fā)展艱難。但由于新能源汽車廣闊的市場空間，加上政府政策面的不斷支持，中國鋰電產(chǎn)業(yè)鏈投資熱度不減，行業(yè)內(nèi)無序競爭加劇。

低端制造環(huán)節(jié)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，高端環(huán)節(jié)投入不足，鋰電原材料價格持續(xù)回落。 從產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑上，立足于消費電子領(lǐng)域，以電動工具和電動自行車等中小鋰電電池作為發(fā)展契機，再到混動電池最后到純電動電池是正常的發(fā)展軌跡。而目前電動工具和電動自行車仍以鎳鎘和鉛酸電池為主，鋰電池應(yīng)用局面發(fā)展緩慢；混動主要技術(shù)在國外，混動汽車產(chǎn)品也是以外資品牌為主，從國家支持上看，更多傾斜到純電動汽車。但由于純電動的材料和技術(shù)距離大規(guī)模應(yīng)用還有距離，導(dǎo)致需求不足，進而使得鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈面臨投資熱度不減但需求疲軟的尷尬局面。

雖然道路是曲折，但是前景依舊美好，上游電池材料國內(nèi)早已走出導(dǎo)入期，步入快速成長期，目前已經(jīng)涌現(xiàn)出一批具有國際先進水平的材料企業(yè)。這些企業(yè)專注核心技術(shù)開發(fā)，針對下游客戶不同的需求，協(xié)同其聯(lián)合開發(fā)產(chǎn)品。通過自身強大的技術(shù)開拓能力和客戶服務(wù)能力獲得客戶認可，不斷進入頂尖電池廠商的供應(yīng)鏈體系。通過協(xié)同合作進一步提升自身實力，達到一種良性循環(huán)。

國內(nèi)一批材料巨頭企業(yè)隨著核心技術(shù)的快速進步和市占率的不斷提升，強者恒強，這是我們重點關(guān)注的對象。 從中游Cell和下游Pack來看，目前許多重要的消費性裝置都是選擇中國為組裝基地，連帶使得包括日韓電池芯與電池組裝廠也落腳中國，國內(nèi)廠商的產(chǎn)能同樣快速發(fā)展。中游Cell環(huán)節(jié)為了應(yīng)對逐步下滑的產(chǎn)品價格，越來越多的廠商切入電池組裝加工，包括索尼、三星、樂金、新能源、比亞迪等，特別在方形電池與聚合物電池，更是全面占據(jù)單電池芯組裝的供給角色。方形電池因大多應(yīng)用在手機商品，幾乎全部由電池芯廠組裝；聚合物電池單顆電芯幾乎都是電池芯廠完全自主組裝，只有多串并的應(yīng)用才會交由組裝廠組裝加工。中游Cell與下游Pack從過去的單純上下游關(guān)系逐漸演變成為暨合作又競爭的關(guān)系，未來競爭的關(guān)系會逐漸加重。

折疊鋰電池材料

鋰電池負極材料大體分為以下幾種：

第一種是碳負極材料：　

目前已經(jīng)實際用于鋰離子電池的負極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。

第二種是錫基負極材料：

錫基負極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價態(tài)金屬錫的氧化物。目前沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

第三種是含鋰過渡金屬氮化物負極材料，目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

第四種是合金類負極材料：

包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ，目前也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

第五種是納米級負極材料：納米碳管、納米合金材料。

第六種納米材料是納米氧化物材料：目前合肥翔正化學(xué)科技有限公司根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場發(fā)展最新動向，諸多公司已經(jīng)開始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨，錫氧化物，納米碳管里面，極大的提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。

技術(shù)工藝，是衡量一個企業(yè)是否具有先進性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領(lǐng)先于競爭者的重要指標(biāo)依據(jù)。隨著我國鋰電池材料市場的迅猛發(fā)展，與之相關(guān)的核心生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)必將成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的焦點。了解鋰電池材料生產(chǎn)核心技術(shù)的研發(fā)動向、工藝設(shè)備、技術(shù)應(yīng)用及趨勢對于企業(yè)提升產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格，提高市場競爭力十分關(guān)鍵。

導(dǎo)電涂層也稱為預(yù)涂層，在鋰電池行業(yè)內(nèi)通常指涂覆于正極集流體——鋁箔表面的一層導(dǎo)電涂層，涂覆導(dǎo)電涂層的鋁箔稱為預(yù)涂層鋁箔或簡稱涂層鋁箔，其最早在電池中的實驗可以追溯到70年代，而近幾年隨著新能源行業(yè)，特別是磷酸鐵鋰電池的發(fā)展而風(fēng)生水起，成為業(yè)內(nèi)大受歡迎的新技術(shù)或新材料。

性能

導(dǎo)電涂層在鋰電池中能夠有效提高極片附著力，減少粘結(jié)劑的使用量，同時對于電池的電性能也有顯著提升。

1. 接觸電阻下降40%

2. 膠黏劑用量降低50%

3. 同倍率下，電池電壓平臺提升20%

4. 材料與集流體附著力提高30%，經(jīng)過長期循環(huán)不會有脫層現(xiàn)象

鋰電池涂碳鋁箔使用說明

一、材質(zhì)說明

涂碳鋁箔是由導(dǎo)電碳為主的復(fù)合型漿料與高純度的電子鋁箔，以轉(zhuǎn)移式涂覆工藝制成。

二、應(yīng)用范圍

Ø細顆?；钚晕镔|(zhì)的功率型鋰電池

Ø正極為磷酸亞鐵鋰

Ø正極為細顆粒的三元/錳酸鋰

Ø用于超級電容器、鋰一次電池（鋰亞、鋰錳、鋰鐵、扣式等）替代蝕刻鋁箔

三、對電池/電容的性能作用

Ø抑制電池極化，減少熱效應(yīng)，提高倍率性能；

Ø降低電池內(nèi)阻，并明顯降低了循環(huán)過程的動態(tài)內(nèi)阻增幅；

Ø提高一致性，增加電池的循環(huán)壽命；

Ø提高活性物質(zhì)與集流體的粘附力，降低極片制造成本；

Ø保護集流體不被電解液腐蝕；

Ø提高磷酸鐵鋰電池的高、低溫性能，改善磷酸鐵鋰、鈦酸鋰材料的加工性能。

四、建議參數(shù)

對應(yīng)涂覆的活性物質(zhì)D50最好不大于4~5μm，壓實密度不大于，比表面積在13~18㎡/g范圍內(nèi)。

五、使用中的注意事項

1.存儲要求：在溫度為25±5℃、濕度為不超過50%的環(huán)境中，運輸時須避免空氣和水蒸氣對鋁箔的侵蝕；

2.本產(chǎn)品分為A、B兩款，各自的關(guān)鍵特性為：A款外觀為黑色，常規(guī)涂層厚度為雙面4~8μm，導(dǎo)電性能較更為突出；B款外觀為淡灰色，常規(guī)涂層厚度為雙面2~3μm，涂層區(qū)可做較少層的焊接，并可以涂布機識別跳間隙；

款（灰色）涂碳鋁箔可以在涂層區(qū)直接做超聲焊，只適合卷繞式電池焊接極耳（極片最多2-3層），但超聲的功率、時間需做一些微調(diào)；

4.碳層的散熱性要比鋁箔差些，故做涂布時需對帶速與烘烤溫度適當(dāng)微調(diào)；

5.本產(chǎn)品對鋰電池與電容的綜合性能有較可觀的提升，但不可作為改變電池某方面性能的主要因素，如電池能量密度、高低溫性能、高電壓等等。

折疊鋰電池鼓殼

一、鋰電池外殼特性

鋰，原子序數(shù)3，原子量，是最輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓，科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu)，形成了納米等級的細小儲存格子，可用來儲存鋰原子。這樣一來，即使是電池外殼破裂，氧氣進入，也會因氧分子太大，進不了這些細小的儲存格，使得鋰原子不會與氧氣接觸而避免爆炸。

鋰離子電池的這種原理，使得 人們在獲得它高容量密度的同時，也達到安全的目的。 鋰離子電池充電時，正極的鋰原子會喪失電子，氧化為鋰離子。鋰離子經(jīng)由電解液游到負極去，進入負 極的儲存格，并獲得一個電子，還原為鋰原子。放電時，整個程序倒過來。為了防止電池的正負極直接碰觸 而短路，電池內(nèi)會再加上一種擁有眾多細孔的隔膜紙，來防止短路。好的隔膜紙還可以在電池溫度過高時， 自動關(guān)閉細孔，讓鋰離子無法穿越，以自廢武功，防止危險發(fā)生。

保護措施

鋰電池芯過充到電壓高于 后，會開始產(chǎn)生副作用。過充電壓愈高，危險性也跟著愈高。鋰電芯電壓 高于 后， 正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半， 此時儲存格常會垮掉， 讓電池容量產(chǎn)生永久性的下降。 如果繼續(xù)充電，由于負極的儲存格已經(jīng)裝滿了鋰原子，后續(xù)的鋰金屬會堆積于負極材料表面。這些鋰原子會 由負極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會穿過隔膜紙，使正負極短路。有時在短路 發(fā)生前電池就先爆炸，這是因為在過充過程，電解液等材料會裂解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓漲破 裂，讓氧氣進去與堆積在負極表面的鋰原子反應(yīng)，進而爆炸。因此，鋰電池充電時，一定要設(shè)定電壓上限， 才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為 。 鋰電芯放電時也要有電壓下限。 當(dāng)電芯電壓低于 時， 部分材料會開始被破壞。 又由于電池會自放電， 放愈久電壓會愈低，因此，放電時最好不要放到 才停止。鋰電池從 V 放電到 這段期間，所釋放 的能量只占電池容量的 3%左右。因此，V 是一個理想的放電截止電壓。 充放電時，除了電壓的限制，電流的限制也有其必要。電流過大時，鋰離子來不及進入儲存格，會聚集 于材料表面。這些鋰離子獲得電子后，會在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶，這與過充一樣，會造成危險性。萬一 電池外殼破裂，就會爆炸。 因此，對鋰離子電池的保護，至少要包含：充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般鋰電 池組內(nèi)，除了鋰電池芯外，都會有一片保護板，這片保護板主要就是提供這三項保護。但是，保護板的這三 項保護顯然是不夠的，全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統(tǒng)的安全性，必須對電池爆炸的原因， 進行更仔細的分析。

二、爆炸的原因分析

1、內(nèi)部極化較大

2、極片吸水,與電解液發(fā)生反應(yīng)氣鼓

3、電解液本身的質(zhì)量,性能問題

4、注液時候注液量達不到工藝要求

5、裝配制程中激光焊焊接密封性能差,漏氣，測漏氣時漏測

6、粉塵,極片粉塵首先易導(dǎo)致微短路

7、正負極片較工藝范圍偏厚,入殼難

8、注液封口問題,鋼珠密封性能不好導(dǎo)致氣鼓

9、殼體來料存在殼壁偏厚,殼體變形影響厚度.

三、爆炸類型分析

爆炸類型分析 電池芯爆炸的類形可歸納為外部短路、內(nèi)部短路、及過充三種。此處的外部系指電芯的外部，包含了電 池組內(nèi)部絕緣設(shè)計不良等所引起的短路。 當(dāng)電芯外部發(fā)生短路，電子組件又未能切斷回路時，電芯內(nèi)部會產(chǎn)生高熱，造成部分電解液汽化，將電 池外殼撐大。當(dāng)電池內(nèi)部溫度高到 135 攝氏度時，質(zhì)量好的隔膜紙，會將細孔關(guān)閉，電化學(xué)反應(yīng)終止或近乎 終止，電流驟降，溫度也慢慢下降，進而避免了爆炸發(fā)生。但是，細孔關(guān)閉率太差，或是細孔根本不會關(guān)閉 的隔膜紙，會讓電池溫度繼續(xù)升高，更多的電解液汽化，最后將電池外殼撐破，甚至將電池溫度提高到使材 料燃燒并爆炸。

內(nèi)部短路主要是因為銅箔與鋁箔的毛刺穿破隔膜，或是鋰原子的樹枝狀結(jié)晶穿破膈膜所造成。這些細小 的針狀金屬，會造成微短路。由于，針很細有一定的電阻值，因此，電流不見得會很大。銅鋁箔毛刺系在生 產(chǎn)過程造成，可觀察到的現(xiàn)象是電池漏電太快，多數(shù)可被電芯廠或是組裝廠篩檢出來。而且，由于毛刺細小， 有時會被燒斷，使得電池又恢復(fù)正常。因此，因毛刺微短路引發(fā)爆炸的機率不高。 這樣的說法，可以從各電芯廠內(nèi)部都常有充電后不久，電壓就偏低的不良電池，但是卻鮮少發(fā)生爆炸事 件，得到統(tǒng)計上的支持。因此，內(nèi)部短路引發(fā)的爆炸，主要還是因為過充造成的。

因為，過充后極片上到處 都是針狀鋰金屬結(jié)晶，刺穿點到處都是，到處都在發(fā)生微短路。因此，電池溫度會逐漸升高，最后高溫將電 解液氣體。這種情形，不論是溫度過高使材料燃燒爆炸，還是外殼先被撐破，使空氣進去與鋰金屬發(fā)生激烈 氧化，都是爆炸收場。 但是過充引發(fā)內(nèi)部短路造成的這種爆炸，并不一定發(fā)生在充電的當(dāng)時。有可能電池溫度還未高到讓材料 燃燒、產(chǎn)生的氣體也未足以撐破電池外殼時，消費者就終止充電，帶手機出門。這時眾多的微短路所產(chǎn)生的 熱，慢慢的將電池溫度提高，經(jīng)過一段時間后，才發(fā)生爆炸。消費者共同的描述都是拿起手機時發(fā)現(xiàn)手機很 燙，扔掉后就爆炸。 綜合以上爆炸的類型，我們可以將防爆重點放在 過充的防止、外部短路的防止、及提升電芯安全性三方 防爆重點放在 面。其中過充防止及外部短路防止屬于電子防護，與電池系統(tǒng)設(shè)計及電池組裝有較大關(guān)系。電芯安全性提升 之重點為化學(xué)與機械防護，與電池芯制造廠有較大關(guān)系。

四、設(shè)計規(guī)范

由于全球手機有數(shù)億只，要達到安全，安全防護的失敗率必須低于一億分之一。由于，電路板的故障率 一般都遠高于一億分之一。因此，電池系統(tǒng)設(shè)計時，必須有兩道以上的安全防線。常見的錯誤設(shè)計是用充電 器(adaptor)直接去充電池組。這樣將過充的防護重任，完全交給電池組上的保護板。雖然保護板的故障率不高，但是，即使故障率低到百萬分之一，機率上全球還是天天都會有爆炸事故發(fā)生。 電池系統(tǒng)如能對過充、過放、過電流都分別提供兩道安全防護，每道防護的失敗率如果是萬分之一，兩 道防護就可以將失敗率降到一億分之一。常見的電池充電系統(tǒng)方塊圖如下，包含充電器及電池組兩大部分。

①充電器又包含適配器(Adaptor)及充電控制器兩部分。適配器將交流電轉(zhuǎn)為直流電，充電控制器則限制直流 電的最大電流及最高電壓。

②電池組包含保護板及電池芯兩大部分，以及一個 PTC 來限定最大電流。下面圖中 適配器交流變直流文字方塊作用：電控制器限流限壓。充電器文字方塊作用: 保護板過充、 過放、過流等防護。 電池組文字方塊作用: 限流片。電池芯以手機電池系統(tǒng)為例，過充防護系 統(tǒng)利用充電器輸出電壓設(shè)定在 左右，來達到第一層防護，這樣就算電池組上的保護板失效，電池也不會 被過充而發(fā)生危險。第二道防護是保護板上的過充防護功能，一般設(shè)定為 。這樣，保護板平常不必負責(zé) 切斷充電電流，只有當(dāng)充電器電壓異常偏高時，才需要動作。過電流防護則是由保護板及限流片來負責(zé)，這 也是兩道防護，防止過電流及外部短路。由于過放電只會發(fā)生在電子產(chǎn)品被使用的過程。因此，一般設(shè)計是 由該電子產(chǎn)品的線路板來提供第一道防護，電池組上的保護板則提供第二道防護。當(dāng)電子產(chǎn)品偵測到供電電 壓低于 V 時，應(yīng)該自動關(guān)機。如果該產(chǎn)品設(shè)計時未設(shè)計這項功能，則保護板會在電壓低到 時，關(guān)閉 放電回路。

總論：電池系統(tǒng)設(shè)計時，必須對過充、過放、與過電流分別提供兩道電子防護。把保護板拿掉后充電，如果電池會爆炸就代表設(shè)計不良。 把保護板拿掉后充電，如果電池會爆炸就代表設(shè)計不良。 上述方法雖然提供了兩道防護，但是由于消費者在充電器壞掉后，常會買非原廠充電器來充電，而充電 器業(yè)者，基于成本考慮，常將充電控制器拿掉，來降低成本。結(jié)果，劣幣驅(qū)逐良幣，市面上出現(xiàn)了許多劣質(zhì) 充電器。這使得過充防護失去了第一道也是最重要的一道防線。而過充又是造成電池爆炸的最重要因素，因 此，劣質(zhì)充電器可以稱得上是電池爆炸事件的元兇。 當(dāng)然，并非所有的電池系統(tǒng)都采用如上圖的方案。在有些情況下，電池組內(nèi)也會有充電控制器的設(shè)計。

例如：許多筆記型計算機的外加電池棒，就有充電控制器。這是因為筆記型計算機一般都將充電控制器做在 計算機內(nèi)，只給消費者一個適配器。因此，筆記型計算機的外加電池組，就必須有一個充電控制器，才能確 保外加電池組在使用適配器充電時的安全。另外，使用汽車點煙器充電的產(chǎn)品，有時也會將充電控制器做在 電池組內(nèi)。 最后的防線：如果電子的防護措施都失敗了，最后的一道防線，就要由電芯來提供了。電芯的安全層級， 可依據(jù)電芯能否通過外部短路和過充來大略區(qū)分等級。由于，電池爆炸前，如果內(nèi)部有鋰原子堆積在材料表 面，爆炸威力會更大。而且，過充的防護常因消費者使用劣質(zhì)充電器而只剩一道防線，因此，電芯抗過充能 力比抗外部短路的能力更重要。 鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較 鋁殼相對于鋼殼具有很高的安全優(yōu)勢。

鋰電池正、 負極碳管? 鋰離子電池正、負極活性材內(nèi)為何要加 VGCF 碳管?

1. 不管正或負極活性材都會有膨脹收縮的問題，一般負極碳材有 20%（理論值：）膨脹收縮率， 而像 LFP 正極材料有 6%（理論值：2 %左右）膨脹收收率。當(dāng)多次充放電中，其正、負活性材顆粒與顆粒之 間接觸少、間隙加大，甚至有些脫離集電極，導(dǎo)致電子與離子傳輸路徑斷續(xù)不連續(xù)相，成為死的活性材，不 再參與電極反應(yīng)。因此循環(huán)使用壽命下降。VGCF 碳管有很大的長徑比，即使正、負活性材膨脹收縮后，其活 性材顆粒間之間隙，可藉由 VGCF 碳管架橋連接，電子與離子傳輸不會間斷。

鋰--二氧化錳電池(CR)

以金屬鋰為負極，以經(jīng)過熱處理的二氧化錳為正極，隔離膜采用PP或PE膜，圓柱型電池與鋰離子電池隔膜一樣，電解液為高氯酸鋰的有機溶液，圓柱式或扣式。電池需要在濕度≤1%的干燥環(huán)境下生產(chǎn)。

特點：低自放電率，年自放電可≤1%，全密封(金屬焊接，lazer seal)電池可滿足10年壽命，半密封電池一般是5年，如果工作控制不好的話，還達不到這個壽命。在圓柱型鋰錳電池開發(fā)方面做得比較好的億緯，目前已實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，電池可以做到短路、過放電等測試不爆炸。

一般在臺式電腦的主板上，有一個扣式的鋰電池，提供微弱的電流，可以正常使用3年左右，一些賓館的門禁卡、儀器儀表等也使用鋰--二氧化錳電池，近年來使用量逐年下降。

鋰--亞硫酰氯電池

以金屬鋰為負極，正極和電解液為亞硫酰氯（氯化亞砜），圓柱式電池，裝配完成即有電，電壓，是工作電壓最平穩(wěn)的電池種類之一，也是目前單位體積（質(zhì)量）容量最高的電池。適合在不能經(jīng)常維護的電子儀器設(shè)備上使用，提供細微的電流。

其他鋰電池還有鋰--硫化亞鐵電池、鋰--二氧化硫電池等。

折疊鋰離子電池

鋰離子電池目前由液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指 Li +嵌入化合物為正、負極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCoO?或LiMn?O?，負極采用鋰-碳層間化合物。鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長，是21世紀(jì)發(fā)展的理想能源。

1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。它的實用化，使人們的移動電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備重量和體積大大減小。使用時間大大延長。由于鋰離子電池中不含有重金屬鎘，與鎳鎘電池相比，大大減少了對環(huán)境的污染。

鋰電池的污染還是有的。

折疊鋰電池的結(jié)構(gòu)

鋰電池通常有兩種外型：圓柱型和方型。電池內(nèi)部采用螺旋繞制結(jié)構(gòu)，用一種非常精細而滲透性很強的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負極間間隔而成。正極包括由鈷酸鋰（或鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰等）及鋁箔組成的電流收集極。負極由石墨化碳材料和銅箔組成的電流收集極組成。電池內(nèi)充有有機電解質(zhì)溶液。另外還裝有安全閥和PTC元件（部分圓柱式使用），以便電池在不正常狀態(tài)及輸出短路時保護電池不受損壞。

單節(jié)鋰電池的電壓為（磷酸亞鐵鋰正極的為），電池容量也不可能無限大，因此，常常將單節(jié)鋰電池進行串、并聯(lián)處理，以滿足不同場合的要求。

折疊鋰電池的應(yīng)用

隨著二十世紀(jì)微電子技術(shù)的發(fā)展，小型化的設(shè)備日益增多，對電源提出了很高的要求。鋰電池隨之進入了大規(guī)模的實用階段。

最早得以應(yīng)用的是鋰亞原電池，用于心臟起搏器中。由于鋰亞電池的自放電率極低，放電電壓十分平緩。使得起搏器植入人體長期使用成為可能。

鋰錳電池一般有高于伏的標(biāo)稱電壓，更適合作集成電路電源，廣泛用于計算機、計算器、手表中。

現(xiàn)在，鋰離子電池大量應(yīng)用在手機、筆記本電腦、電動工具、電動車、路燈備用電源、航燈、家用小電器上，可以說是最大的應(yīng)用群體。

折疊研究與發(fā)展前景

為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種，人們對各種材料進行了研究。從而制造出前所未有的產(chǎn)品。比如，鋰二氧化硫電池和鋰亞硫酰氯電池就非常有特點。它們的正極活性物質(zhì)同時也是電解液的溶劑。這種結(jié)構(gòu)只有在非水溶液的電化學(xué)體系才會出現(xiàn)。所以，鋰電池的研究，也促進了非水體系電化學(xué)理論的發(fā)展。除了使用各種非水溶劑外，人們還進行了聚合物薄膜電池的研究。

鋰電池廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng)，郵電通訊的不間斷電源，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領(lǐng)域。

鋰離子電池以其特有的性能優(yōu)勢已在便攜式電器如手提電腦、攝像機、移動通訊中得到普遍應(yīng)用。目前開發(fā)的大容量鋰離子電池已在電動汽車中開始試用，預(yù)計將成為21世紀(jì)電動汽車的主要動力電源之一，并將在人造衛(wèi)星、航空航天和儲能方面得到應(yīng)用。隨著能源的緊缺和世界的環(huán)保方面的壓力。鋰電現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于電動車行業(yè)，特別是磷酸鐵鋰材料電池的出現(xiàn)，更推動了鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用。

折疊“超級”鋰電池

剛研發(fā)出來的超級鋰電池能在短時間迅速充電完成，例如手機充電一般20秒，這種電池有可能加大電池未來的使用領(lǐng)域，例如使用在電動汽車上，使中途充電如加油一般方便。

鋰電池主要優(yōu)點： 1．能量比較高。具有高儲存能量密度，目前已達到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍；

2．使用壽命長，使用壽命可達到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C（100%DOD）充放電，有可以使用10,000次的記錄；

3．額定電壓高（單體工作電壓為或），約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓，便于組成電池電源組；

4．具備高功率承受力，其中電動汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到15-30C充放電的能力，便于高強度的啟動加速；

5．自放電率很低，這是該電池最突出的優(yōu)越性之一，目前一般可做到1%/月以下，不到鎳氫電池的1/20；

6．重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/6-1/5；

7．高低溫適應(yīng)性強，可以在-20℃--60℃的環(huán)境下使用，經(jīng)過工藝上的處理，可以在-45℃環(huán)境下使用；

8．綠色環(huán)保，不論生產(chǎn)、使用和報廢，都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。

9．生產(chǎn)基本不消耗水，對缺水的我國來說，十分有利。

比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時；kg是千克(重量單位)，L是升(體積單位)。

1．鋰原電池均存在安全性差，有發(fā)生爆炸的危險。

2．鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電，安全性較差。

3．鋰離子電池均需保護線路，防止電池被過充過放電。

4．生產(chǎn)要求條件高，成本高。

為了避免因使用不當(dāng)造成電池過放電或者過充電，在單體鋰離子電池內(nèi)設(shè)有三重保護機構(gòu)。一是采用開關(guān)元件，當(dāng)電池內(nèi)的溫度上升時，它的阻值隨之上升，當(dāng)溫度過高時，會自動停止供電；二是選擇適當(dāng)?shù)母舭宀牧?，?dāng)溫度上升到一定數(shù)值時，隔板上的微米級微孔會自動溶解掉，從而使鋰離子不能通過，電池內(nèi)部反應(yīng)停止；三是設(shè)置安全閥（就是電池頂部的放氣孔），電池內(nèi)部壓力上升到一定數(shù)值時，安全閥自動打開，保證電池的使用安全性。

有時，電池本身雖然有安全控制措施，但是因為某些原因造成控制失靈，缺少安全閥或者氣體來不及通過安全閥釋放，電池內(nèi)壓便會急劇上升而引起爆炸。

一般情況下，鋰離子電池儲存的總能量和其安全性是成反比的，隨著電池容量的增加，電池體積也在增加，其散熱性能變差，出事故的可能性將大幅增加。對于手機用鋰離子電池，基本要求是發(fā)生安全事故的概率要小于百萬分之一，這也是社會公眾所能接受的最低標(biāo)準(zhǔn)。而對于大容量鋰離子電池，特別是汽車等用大容量鋰離子電池，采用強制散熱尤為重要。

選擇更安全的電極材料，選擇錳酸鋰材料，在分子結(jié)構(gòu)方面保證了在滿電狀態(tài)，正極的鋰離子已經(jīng)完全嵌入到負極炭孔中，從根本上避免了枝晶的產(chǎn)生。同時錳酸鋰穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，使其氧化性能遠遠低于鈷酸鋰，分解溫度超過鈷酸鋰100℃，即使由于外力發(fā)生內(nèi)部短路（針刺），外部短路，過充電時，也完全能夠避免了由于析出金屬鋰引發(fā)燃燒、爆炸的危險。

另外，采用錳酸鋰材料還可以大幅度降低成本。

提高現(xiàn)有安全控制技術(shù)的性能，首先要提高鋰離子電池芯的安全性能，這對大容量電池尤為重要。選擇熱關(guān)閉性能好的隔膜，隔膜的作用是在隔離電池正負極的同時，允許鋰離子的通過。當(dāng)溫度升高時，在隔膜熔化前進行關(guān)閉，從而使內(nèi)阻上升至2000歐姆，讓內(nèi)部反應(yīng)停止下來。

當(dāng)內(nèi)部壓力或溫度達到預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)時，防爆閥將打開，開始進行卸壓，以防止內(nèi)部氣體積累過多，發(fā)生形變，最終導(dǎo)致殼體爆裂。

提高控制靈敏度、選擇更靈敏的控制參數(shù)和采用多個參數(shù)的聯(lián)合控制（這對于大容量電池尤為重要）。對于大容量鋰離子電池組是串/并聯(lián)的多個電芯組成，如筆記本電腦的電壓為10V以上，容量較大，一般采用3～4個單電池串聯(lián)就可以滿足電壓要求，然后再將2～3個串聯(lián)的電池組并聯(lián)，以保證較大的容量。

大容量電池組本身必須設(shè)置較為完善的保護功能，還應(yīng)考慮兩種電路基板模塊:保護電路基板（Protection Board PCB）模塊及Smart Battery Gauge Board模塊。整套的電池保護設(shè)計包括：第1級保護IC（防止電池過充、過放、短路），第2級保護IC（防止第2次過壓）、保險絲、LED指示、溫度調(diào)節(jié)等部件。

在多級保護機制下，即使是在電源充電器、筆記本電腦出現(xiàn)異常的情況下,筆記本電池也只能轉(zhuǎn)為自動保護狀態(tài)，如果情況不嚴(yán)重,往往在重新插拔后還能正常工作，不會發(fā)生爆炸。

目前，筆記本電腦和手機使用的鋰離子電池所采用的底層技術(shù)是不安全的，需要考慮更安全的結(jié)構(gòu)。

總之，隨著材料技術(shù)的進步和人們對鋰離子電池設(shè)計、制造、檢測和使用諸方面要求的認識不斷加深，未來的鋰離子電池會變得更安全。

折疊新電池切勿過充

目前市面上所使用的二次電池主要有鎳氫（Ni-MH）與鋰離子（Li-ion）兩種類型。鋰離子電池中已經(jīng)量產(chǎn)的有液體鋰離子電池（LiB）和聚合物鋰離子電池（LiP）兩種。所以在許多情況下，電池上標(biāo)注了Li-ion的，一定是鋰離子電池。但不一定就是液體鋰離子電池，也有可能是聚合物鋰離子電池。在使用鋰電池中應(yīng)注意的是，電池放置一段時間后則進入休眠狀態(tài)，此時容量低于正常值，使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過３-５次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。因此用戶手機中的新鋰電池在激活過程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。不僅理論上是如此，從我自己的實踐來看，從一開始就采用標(biāo)準(zhǔn)方法充電這種“自然激活”方式是最好的。

對于新買的鋰離子電池的“激活”問題，眾多的說法是：充電時間一定要超過12小時，反復(fù)做三次，以便 激活 電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法，明顯是從鎳電池（如鎳鎘和鎳氫）延續(xù)下來的說法。所以這種說法，可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別，而且可以非常明確的告訴大家，所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強調(diào)過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電，特別是不要進行超過12個小時的超長充電。

那么電池需要激活嗎？答案是肯定的，需要激活！但是，這個過程是由生產(chǎn)廠家完成的，與用戶無關(guān)，用戶也沒有能力完成。鋰電池真正的激活過程是這樣的：鋰離子電池殼灌輸電解液--封口--化成，就是恒壓充電，然后放電，如此進行幾個循環(huán)，使電極充分浸潤電解液充分活化，直至容量達到要求為止，這個就是激活過程--分容，也就是說出廠后鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過的了。另外，其中有些電池的激活過程需要電池處于開口狀態(tài)，激活以后再封口，除非您擁有了電芯生產(chǎn)設(shè)備，否則如何完成？

可是為什么有些產(chǎn)品的說明書上寫著，建議用戶前三次使用，要對手機進行完全的充放電呢？難道這不是激活嗎？其實事實是這樣的，在電池出廠，然后銷售，再到用戶的手中，會經(jīng)歷一段時間，一個月或者幾個月，這樣一來，電池的電極材料就會“鈍化”，此時容量低于正常值，使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易 激活，只要經(jīng)過3—5次正常的充放電循環(huán)就可 激活 電池，恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。因此用戶新鋰電池在激活過程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。

折疊長充、深充的危險

長充可能導(dǎo)致過充。鋰電池或充電器在電池充滿后都會自動停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時的“涓流”充電。也就是說，如果你的鋰電池在充滿后，放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失，所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。

在對某些機器上，充電超過一定的時間后，如果不去取下充電器，這時系統(tǒng)不僅不停止充電，還將開始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的，但顯然對電池的壽命而言是不利的。同時，長充電需要很長的時間，往往需要在夜間進行，而以我國電網(wǎng)的情況看，許多地方夜間的電壓都比較高，而且波動較大。前面已經(jīng)說過，鋰電池是很嬌貴的，它比鎳電在充放電方面耐波動的能力差得多，于是這又帶來附加的危險。

事實上，淺放淺充對于鋰電更有益處，只有在產(chǎn)品的電源模塊為鋰電做校準(zhǔn)時，才有深放深充的必要。所以，使用鋰電供電的產(chǎn)品不必拘泥于過程，一切以方便為先，隨時充電。

折疊過充、過放的危害

鋰離子電池的額定電壓，因為近年材料的變化，一般為，磷酸鐵鋰（以下稱磷鐵）正極的則為。充滿電時的終止充電電壓一般是，磷鐵。鋰離子電池的終止放電電壓為～V(電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓，各參數(shù)略有不同，一般為V，磷鐵為)。低于（磷鐵）繼續(xù)放電稱為過放，低電壓的過放或自放電反應(yīng)會導(dǎo)致鋰離子活性物質(zhì)分解破壞，并不一定可以還原。而鋰離子電池任何形式的過充都會導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞，甚至爆炸。鋰離子電池在充電過程必需避免對電池產(chǎn)生過充。

折疊參考電池壽命

鋰離子電池只能充放電500次？

相信絕大部分消費者都聽說過，鋰電池的壽命是“500次”，500次充放電，超過這個次數(shù)，電池就“壽終正寢”了，許多朋友為了能夠延長電池的壽命，每次都在電池電量完全耗盡時才進行充電，這樣對電池的壽命真的有延長作用嗎？答案是否定的。 鋰電池的壽命是“500次”，指的不是充電的次數(shù)，而是一個充放電的周期。

一個充電周期意味著電池的所有電量由滿用到空，再由空充到滿的過程，這并不等同于充一次電。比如說，一塊鋰電在第一天只用了一半的電量，然后又為它充滿電。如果第二天還如此，即用一半就充，總共兩次充電下來，這只能算作一個充電周期，而不是兩個。因此，通?？赡芤?jīng)過好幾次充電才完成一個周期。每完成一個充電周期，電池容量就會減少一點。不過，這個電量減少幅度非常小，高品質(zhì)的電池充過多次周期后，仍然會保留原始容量的 80%，很多鋰電供電產(chǎn)品在經(jīng)過兩三年后仍然照常使用。當(dāng)然，鋰電壽命到了最終后仍是需要更換的。

而所謂500次，是指廠商在恒定的放電深度（如80%）實現(xiàn)了625次左右的可充次數(shù)，達到了500個充電周期。

（80%*625=500）（忽略鋰電池容量減少等因素）

而由于實際生活的各種影響，特別是充電時的放電深度不是恒定的， 所以"500個充電周期"只能作為參考電池壽命。

折疊壽命及影響因素

鋰電池一般能夠充放300－500次。最好對鋰電池進行部分放電，而不是完全放電，并且要盡量避免經(jīng)常的完全放電。一旦電池下了生產(chǎn)線，時鐘就開始走動。不管你是否使用，鋰電池的使用壽命都只在最初的幾年。電池容量的下降是由于氧化引起的內(nèi)部電阻增加（這是導(dǎo)致電池容量下降的主要原因）。最后，電解槽電阻會達到某個點，盡管這時電池充滿電，但電池不能釋放已儲存的電量。

鋰電池的老化速度是由溫度和充電狀態(tài)而決定的。下表說明了兩種參數(shù)下電池容量的降低。

溫度 充電 40% 充電100%

0°C 一年后容量98% 一年后容量94%

25°C 一年后容量96% 一年后容量80%

40°C 一年后容量85% 一年后容量65%

60°C 一年后容量75% 三個月后容量60%

由圖可見，高充電狀態(tài)和增加的溫度加快了電池容量的下降。

如果可能的話，盡量將電池充到40%放置于陰涼地方。這樣可以在長時間的保存期內(nèi)使電池自身的保護電路運作。如果充滿電后將電池置于高溫下，這樣會對電池造成極大的損害。（因此當(dāng)我們使用固定電源的時候，此時電池處于滿充狀態(tài)，溫度一般是在25－30°C之間，這樣就會損害電池，引起其容量下降）。

影響因素1：放電深度與可充電次數(shù)

由實驗得出的左圖數(shù)據(jù)可以知道，可充電次數(shù)和放電深度有關(guān)，電池放電深度越深，可充電次數(shù)就越少。

可充電次數(shù)*放電深度=總充電周期完成次數(shù)，總充電周期完成次數(shù)越高，代表電池的壽命越高，即可充電次數(shù)*放電深度 = 實際電池壽命（忽略其他因素）

影響因素2：過充、過放、以及大的充電和放電電流

避免對電池產(chǎn)生過充，鋰離子電池任何形式的過充都會導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞，甚至爆炸。

避免低于2V或的深度放電，因為這會迅速永久性損壞鋰離子電池。可能發(fā)生內(nèi)部金屬鍍敷，這會引起短路，使電池不可用或不安全。

大多數(shù)鋰離子電池在電池組內(nèi)部都有電子電路，如果充電或放電時電池電壓低于、超過或如果電池電流超過預(yù)定門限值，該電子電路就會斷開電池連接。

避免大的充電和放電電流，因為大電流給電池施加了過大的壓力。

影響因素3：過熱或過冷環(huán)境　　

溫度對鋰電池壽命也有較大的影響。冰點以下環(huán)境有可能使鋰電池在電子產(chǎn)品打開的瞬間燒毀，而過熱的環(huán)境則會縮減電池的容量。因此，如果筆記本長期使用外接電源也不將電池取下來，電池就長期處于筆記本排出的高熱當(dāng)中，很快就會報廢。

影響因素4：長時間滿電、無電狀態(tài)

過高和過低的電量狀態(tài)對鋰電池的壽命有不利影響。大多數(shù)售賣電器或電池上標(biāo)識的可反復(fù)充電次數(shù)，都是以放電80%為基準(zhǔn)測試得出的。實驗表明，對于一些筆記本電腦的鋰電池，經(jīng)常讓電池電壓超過標(biāo)準(zhǔn)電壓伏特，即從伏上升到伏，那么電池的壽命會減半，再提高伏，則壽命減為原來的1/3；給電池充電充得越滿，電池的損耗也會越大。長期低電量或者無電量的狀態(tài)則會使電池內(nèi)部對電子移動的阻力越來越大，于是導(dǎo)致電池容量變小。鋰電池最好是處于電量的中間狀態(tài)，那樣的話電池壽命最長。

由上可以總結(jié)出以下幾點可延長鋰電池容量和壽命的注意事項。

1.如果長期用外接電源為筆記本電腦供電，或者電池電量已經(jīng)超過80%，馬上取下電池。平時充電不需將電池充滿，充至80%左右即可。調(diào)整操作系統(tǒng)的電源選項，將電量警報調(diào)至20%以上，平時電池電量最低不要低于20%。

2.手機等小型電子設(shè)備，充好電就應(yīng)立刻斷開電源線 （包括充電功能的USB接口），一直連接會損害電池。要經(jīng)常充電，但不必非得把電池充滿。

3.無論是對筆記本還是手機等，都一定不要讓電池耗盡（自動關(guān)機）。

4.如果要外出旅行，可把電池充滿，但在條件允許的情況下隨時為電器充電。

5.使用更為智能省電的操作系統(tǒng)。

第一，鋰離子電池在人們的生活中隨處可見，各種便攜式電子產(chǎn)品、車載GPS等，鋰離子電池成為維持這些工具運轉(zhuǎn)的重要部件。保持鋰離子電池適度充電、放電可延長電池壽命。鋰離子電池電量維持在10%~90%有利于保護電池。這意味著，給手機、筆記本電腦等數(shù)碼產(chǎn)品的電池充電時，無需達到最大值。

配有鋰離子電池的數(shù)碼產(chǎn)品暴露在日照下或者存放在炎熱的汽車內(nèi)，最好將這些產(chǎn)品處于關(guān)閉狀態(tài)，原因是如果運行溫度超過60攝氏度，鋰離子電池會加速老化。鋰電池充電溫度范圍：0~45攝氏度，鋰電池放電溫度范圍0~60攝氏度。

第二，如果手機電池每天都需充電，原因可能是這塊電池存在缺陷，或者是它該“退休”了。

對筆記本所有者而言，如果長時間插上插頭，最好取下電池(電腦在使用過程中產(chǎn)生的高熱量對筆記本電池不利)。

第三，通常情況下，50%電量最利于鋰離子電池保存。

折疊充電的正確做法

歸結(jié)起來，對鋰電池在使用中的充放電問題最重要的提示是：

1．按照標(biāo)準(zhǔn)的時間和程序充電，即使是新鋰電池，前三次也要如此進行；

2、當(dāng)出現(xiàn)機器電量過低提示時，應(yīng)該盡量及時開始充電（不要等到自動關(guān)機）；

3．鋰電池的激活并不需要特別的方法，在機器正常使用中鋰電池會自然激活。 如果你執(zhí)意要用流傳的“前三次12小時長充電” 激活 “方法，實際上也不會有效果。

因此，所有追求12小時超長充電和把單電芯鋰電池用到自動關(guān)機的做法，都是錯誤的。如果你以前是按照錯誤的說法做的，請你及時改正，也許為時還不晚。

每塊手機電池的壽命的確是恒定的，由它的充電循環(huán)次數(shù)決定，一般為400-600次。但用戶的使用習(xí)慣也會對電池產(chǎn)生較大的影響。不良的使用習(xí)慣，比如過度充電、過度放電、高溫放置環(huán)境等，都會對電池造成不可逆?zhèn)?，令電池折壽，有時還可能存在安全隱患。另外，通過關(guān)閉閑置程序，合理省電，把每一滴電量都用到刀刃上，在有限的電量里做更有意義的事情。

養(yǎng)成良好的使用習(xí)慣，不要等到徹底沒電再充電，也不要長時間連續(xù)過度充電等。鋰離子喜歡淺放淺充。當(dāng)然，對于一個普通用戶來說，要時時記住何時該充電或關(guān)閉軟件等省電操作非常困難。金山電池醫(yī)生可一鍵智能實現(xiàn)這一目標(biāo)，并且提供可根據(jù)自己實際生活習(xí)慣自定義的系統(tǒng)模式，幫助用戶更加合理地使用好手機電量。

（來自移動設(shè)備電池白皮書）

折疊筆記本電腦電池校正

筆記本續(xù)航時間變短是因為電池在多次的充電和放電過程中，筆記本BIOS系統(tǒng)對電池電量產(chǎn)生了誤判，這樣的情況下，我們可以通過“電池校正”方法讓筆記本剩余的電量充分發(fā)揮出來。下面給大家介紹兩種方法來校正筆記本電池。

標(biāo)準(zhǔn)校正法：用筆記本BIOS中的電池校正功能

很多品牌的筆記本電腦在其BIOS里面都集成了電池校正的程序，一般英文的說法叫做“Battery Calibration”，即“電池電量校對”。直接進入本本BIOS就能完成電池校正的操作。

1、開機，出現(xiàn)開機畫面后按F2進入BIOS菜單；通過左右方向鍵，選擇進入Power菜單。

2、進入Power菜單，就能看到“Start Battery Calibration”選項，選中它并按回車鍵執(zhí)行。

3、這時屏幕會變成藍色，并有英文提示，要求把筆記本的電源適配器插上給電池充電。等電池電量充滿后，屏幕又提示用戶斷開電源適配器。之后筆記本開始持續(xù)對電池放電，直到電池電量耗盡。

4、這個過程需要一段時間，等電池耗盡自動關(guān)機后，然后接上電源適配器給電池充電，但不要開機。等充電完畢（充電指示燈熄滅）后，電池校正的過程才算完成。

手動校正法：讓筆記本本開機自然放電

有些筆記本在BIOS里怎么找也找不到電池校正的選項。難道這樣的筆記本就沒法進行電池校正嗎？通過我們手動的一些設(shè)置，讓本本在正常工作中放電直到自動關(guān)機。

自然放電的原理

表面上看，電池校正的過程是對電池進行充電和放電，不過它的目的不是像我們所想象的那樣激活電池，因為現(xiàn)在的本本電池都是鋰電池，不存在激活的問題。而充放電的真正目的是讓電腦重新認識電池的容量。所以要盡量把電放干凈，讓本本工作在較小功率下，這樣校正的效果才好。

1、筆記本在操作系統(tǒng)（以Windows XP為例）中，進入“電源選項”。把“電源使用方案”選擇為“一直開著”，并把“關(guān)閉監(jiān)視器”、“關(guān)閉硬盤”設(shè)置為最短的時間，而系統(tǒng)待機要設(shè)為“從不”。

2、在“電源選項”的“警報”中，取消所有警報選項，目的是讓電池完全耗盡直到關(guān)機。

3、設(shè)置完畢之后，關(guān)閉所有的應(yīng)用程序，關(guān)閉WIFI，拔掉電源適配器，用電池供電。不要做任何操作，直至把電池耗盡后自動關(guān)機。放電完畢后，連上電源適配器，把電池充滿，則完成了一次電池校正。

如果給筆記本電池校正后電池的續(xù)航能力還不是很明顯，那就可能是電池的本身老化所致的，如果筆記本續(xù)航能力正常，不推薦使用電池校正。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國鋰電池行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》數(shù)據(jù)顯示，我國手機產(chǎn)量呈現(xiàn)波動增長趨勢，2007年手機產(chǎn)量為億臺，到2012年產(chǎn)量增加到億臺，2013年1-10月，我國手機累計產(chǎn)量達到12億臺。這主要是我國居民生活水平提高，消費購買力增強對手機需求的拉動所致。

從筆記本電腦產(chǎn)量來看，近幾年，我國筆記本電腦產(chǎn)量呈逐年上升趨勢，從2005年的萬臺增長到2011年的萬臺，年均復(fù)合增長率在32%以上。2012年，我國筆記本電腦產(chǎn)量為億臺，同比增長。2013年1-9月，全國筆記本電腦累計總產(chǎn)量億臺，同比增長。

前瞻認為，我國消費類電子產(chǎn)品的快速增長是鋰電池產(chǎn)業(yè)擴張的主要動力，此外，近年來電動汽車、電動自行車等受國家產(chǎn)業(yè)政策的支持發(fā)展較快，動力鋰電成為鋰電池的潛力領(lǐng)域。

近年來，我國智能手機、平板電腦、移動電源等便攜式消費電子異軍突起，帶動小型鋰電池穩(wěn)步增長，此外，電動汽車技術(shù)日益完善，大型鋰電池的市場需求也逐步釋放。預(yù)計未來幾年，這些需求動力仍然存在，鋰電池將保持增長趨勢。

8月6日，工信部披露，上半年我國鋰電池制造企業(yè)，累計完成主營收入同比增長，實現(xiàn)利潤總額同比增長，完成稅金總額同比增長。鋰電池行業(yè)利潤的快速上升，與新能源汽車的銷售放量密切相關(guān)。[2]

數(shù)據(jù)顯示，7月份我國新能源汽車生產(chǎn)萬輛，同比增長倍，2015年有望完成20萬輛的銷售目標(biāo)。隨著各地補貼細則相繼落地、充電設(shè)施扶持政策出臺等因素推動，電動汽車銷售將延續(xù)高增長態(tài)勢，并給上游鋰電池企業(yè)帶來實質(zhì)性訂單支撐。

從工信部數(shù)據(jù)來看，2015年1月至6月，全國規(guī)模以上電池制造企業(yè)累計完成主營業(yè)務(wù)收入同比增長，實現(xiàn)利潤總額同比增長，完成稅金總額同比增長。其中，鋰離子電池營收增速和利潤增速，遠高于行業(yè)平均水平，表明在新能源汽車、儲能市場加速發(fā)展的背景下，鋰電池市場占比正在快速上升。

2017年1月13日，三星公布下一代車用鋰電的續(xù)航將達到600km，即使在80%電量的情況下依舊可以行駛至少500km，充電速度將控制在20分鐘左右。[4]

1. 鋰原電池

也稱一次鋰電池?？梢赃B續(xù)放電，也可以間歇放電。一旦電能耗盡便不能再用，目前在照相機等耗電量較低的電子產(chǎn)品中廣泛使用。 鋰原電池自放電很低，可保存3年之久，在冷藏的條件下保存，效果會更好。將鋰原電池存放在低溫的地方，不失是一個好方法。 注意事項：鋰原電池與鋰離子電池不同，鋰原電池不能充電，充電十分危險！

2. 鋰離子電池

也稱二次鋰電池。在20℃下可儲存半年以上，這是由于它的自放電率很低，而且大部分容量可以恢復(fù)。

鋰電池存在的自放電現(xiàn)象，如果電池電壓在以下長時間保存，會導(dǎo)致電池過放電而破壞電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少電池壽命。因此長期保存的鋰電池應(yīng)當(dāng)每3~6個月補電一次，即充電到電壓為（鋰電池最佳儲存電壓為左右）、保持在40%-60%放電深度為宜，不宜充滿。電池應(yīng)保存在4℃~35℃的干燥環(huán)境中或者防潮包裝。 要遠離熱源，也不要置于陽光直射的地方。

鋰電池的應(yīng)用溫度范圍很廣，在北方的冬天室外，仍然可以使用，但容量會降低很多，如果回到室溫的條件下，容量又可以恢復(fù)。

1、鋰電池的充電：根據(jù)鋰電池的結(jié)構(gòu)特性，最高充電終止電壓應(yīng)為，不能過充，否則會因正極的鋰離子拿走太多，而使電池報廢。其充放電要求較高，可采用專用的恒流、恒壓充電器進行充電。通常恒流充電至/節(jié)后轉(zhuǎn)入恒壓充電，當(dāng)恒壓充電電流降至100mA以內(nèi)時，應(yīng)停止充電。

充電電流（mA）=～倍電池容量（如1350mAh的電池，其充電電流可控制在135～2025mA之間）。常規(guī)充電電流可選擇在倍電池容量左右，充電時間約為2～3小時。

2、鋰電池的放電：因鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)所致，放電時鋰離子不能全部移向正極，必須保留一部分鋰離子在負極，以保證在下次充電時鋰離子能夠暢通地嵌入通道。否則，電池壽命就相應(yīng)縮短。為了保證石墨層中放電后留有部分鋰離子，就要嚴(yán)格限制放電終止最低電壓，也就是說鋰電池不能過放電。放電終止電壓通常為V/節(jié)，最低不能低于/節(jié)。電池放電時間長短與電池容量、放電電流大小有關(guān)。電池放電時間（小時）=電池容量/放電電流。鋰電池放電電流(mA)不應(yīng)超過電池容量的3倍。（如1000mAH電池，則放電電流應(yīng)嚴(yán)格控制在3A以內(nèi)）否則會使電池損壞。

目前市場上所售鋰電池組內(nèi)部均封有配套的充放電保護板。只要控制好外部的充放電電流即可。

折疊鋰錳電池常規(guī)型號

型號 標(biāo)稱電壓(V) 標(biāo)稱容量（mAh） 工作電流（標(biāo)準(zhǔn)電流）(mA) 工作電流（連續(xù)電流）(mA) 工作電流（脈沖電流）(mA) 最大尺寸(mm)

直徑*高度 參考質(zhì)量(g)

CR3032 3V 550mAh 0.2mA mA 20mA 30.0mm*3.2mm 6.8g

CR2477 3v 950mAh 0.2mA mA 20mA 24.5mm*7.7mm 9.9g

CR2450 3v 550mAh 0.2mA mA 20mA 24.5mm*5.0mm 5.8g

CR2430 3v 270mAh 0.2mA mA 20mA 24.5mm*mm 4.3g

CR2412 3v 90mAh mA 1.0mA 15mA 24.5mm*1.2mm 2.2g

CR2354 3v 530mAh 0.2mA mA 20mA 2mm*5.4mm 6.3g

CR2335 3V 300mAh 0.2mA mA 20mA 2mm*mm g

CR2330 3V 260mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 2mm*mm 3.7g

CR2325 3V 190mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 2mm*mm 3.2g

CR2320 3V 130mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 2mm*2.0mm 2.7g

CR2032 3V 220mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 20.0mm*3.2mm g

CR2025 3V 150mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 20.0mm*mm g

CR2016 3V 75mAh mA 1.0mA 15mA 20.0mm*1.6mm 1.7g

CR1632 3V 120mAh mA 1.0mA 15mA 1mm*3.2mm 1.8g

CR1620 3 V 70mAh mA 1.0mA 10mA 1mm*2.0mm 1.2g

CR1616 3V 50mAh mA 1.0mA 10mA 1mm*1.6mm 1.1g

CR1225 3V 50mAh mA 1.0mA 5mA 1mm*mm 0.9g

CR1216 3V 25mAh mA 1.0mA 5mA 12.0mm*1.6mm 0.7g

CR1025 3V 30mAh mA 1.0mA 5mA 10.0mm*mm 0.6g

CR1220 3V 38mAh mA 1.0mA 5mA 12.0mm*2.0mm 0.8g

標(biāo)準(zhǔn)電流是電池能夠提供的額定工作電流；

連續(xù)電流是電池能夠連續(xù)不斷提供的電流；

脈沖電流是方向不變，強度隨時間周期性改變的電流，也叫脈動電流。

對于圓柱形鋰離子電池，其型號一般為5位數(shù)字。如下表所示。前兩位數(shù)字為電池的直徑,中間兩位數(shù)字為電池的高度。單位為毫米。例如18650鋰電池，它的直徑為18毫米，高度為65毫米。

常規(guī)型圓柱鋰離子電池型號表

型號 額定容量(mAh) 標(biāo)稱電壓(V) 放電終止電壓(V) 額定充電電壓(V) 內(nèi)阻(mΩ) 直徑(mm) 高度(mm) 參考質(zhì)量(g)

ICR18650 1800~2600 -3.7 ≤70 18 65 45

ICR18490 1400 -3.7 ≤70 18 49 34

ICR14650 1100 -3.7 ≤80 14 65 27

ICR14500 800 -3.7 ≤80 14 50 21

ICR14430 700 -3.7 ≤80 14 43 18

動力型圓柱鋰離子電池型號表　

型號 額定容量(mAh) 標(biāo)稱電壓(V) 放電終止電壓(V) 額定充電電壓(V) 內(nèi)阻(mΩ) 直徑(mm) 高度(mm) 參考質(zhì)量(g)

INR18650 1200~1500 ≤60 18 65 45

INR18490 1100 ≤60 18 49 34

磷酸鐵鋰型圓柱鋰離子電池型號表　

型號 額定容量(mAh) 標(biāo)稱電壓(V) 放電終止電壓(V) 額定充電電壓(V) 內(nèi)阻(mΩ) 直徑(mm) 高度(mm) 參考質(zhì)量(g)

IFR26650 3000 3.2 2.0 ≤80 26 65 94

IFR22650 1800 3.2 2.0 ≤80 22 65 67

IFR18650 1100~1400 3.2 2.0 ≤80 18 65 45

IFR18490 1000 3.2 2.0 ≤80 18 49 34

注："內(nèi)阻≤多少mΩ" 意為 "在充滿電的情況下,以最大放電電流進行恒流放電，當(dāng)內(nèi)阻達到多少mΩ時,電池接近報廢"

現(xiàn)在，鋰離子電池由于正極材料較多，與不同的負極搭配，具有不同的工作電壓，如或。

折疊方型鋰離子電池

方型鋰離子電池是生活中最常見的鋰電池，它的型號非常多，MP3、MP4、手機、航模等產(chǎn)品上廣泛使用。

方形鋰離子電池分為金屬殼封裝(銀白色硬殼)和鋁塑殼封裝(灰白色軟殼，用指甲可劃痕)兩種.金屬殼封裝的是鋰離子電池或液態(tài)鋰電池,鋁塑殼封裝的是鋰離子聚合物(高分子)電池(Lithium ion polymer battery).這兩種電池使用的化學(xué)材料和電化學(xué)特性可說是大同小異，主要的差異只是鋰離子聚合物電池使用一些膠態(tài)物質(zhì)幫助電池極版的貼合或吸收電解液，減少了液態(tài)電解液的使用量，從而電池的封裝可由金屬殼改成鋁塑殼了。金屬殼鋰電池的外殼是負極，正極在電池一側(cè)的突起物上；鋁塑殼鋰電池的正負極分別是電池一側(cè)的兩片極板,外殼為絕緣體.

對于方型鋰離子電池，其型號一般為6位數(shù)字。如下表所示。前兩位數(shù)字為電池的厚度，帶1位小數(shù)；中間兩位數(shù)字為電池的寬度；最后兩位數(shù)字為電池的長度。單位為毫米。例如606168鋰電池，它的厚度為毫米，寬度為61毫米，長度為68毫米。（注意：由于各電池廠商采用的封裝方法不同，同型號的方形鋰離子電池的容量存在300mAh以內(nèi)的差別）

方形鋰離子電池的標(biāo)稱電壓一般為～，充電終止電壓一般為。

方形鋰離子電池型號 長度（mm） 寬度（mm） 厚度（mm） 標(biāo)稱電壓（V） 額定充電電壓（V）

abcdef ef cd a.b ～3.7

為確保飛行安全，避免因旅客攜帶鋰電池而發(fā)生不安全事件(機內(nèi)溫度較高時，鋰金屬電池容易起火燃燒)，2008年8月，中國民用航空局對旅客攜帶鋰電池乘機曾作出明確規(guī)定：

第一，不允許旅客在托運行李中夾帶鋰電池。

第二，旅客可以攜帶為個人自用的鋰離子電池芯或電池的消費用電子裝置（手表、計算器、照相機、手機、手提電腦、便攜式攝像機等）。對備用電池必須單個做好保護以防短路，并且僅能在手提行李中攜帶。此外，每一塊備用電池不得超過以下數(shù)量：對于鋰金屬或鋰合金電池，鋰含量不超過2克；對于鋰離子電池，其等質(zhì)總鋰含量不超過8克。

第三，旅客可以攜帶等質(zhì)總鋰含量在8克以上而不超過25克的鋰離子電池，如果單個做好保護而能防止短路，可在手提行李中攜帶。備用電池每人限帶2個。

第四，其他類型的備用干電池，比如鎳氫電池等，如做好防短路措施也可以隨身攜帶。

第五，等質(zhì)總鋰含量超過25克的鋰離子電池，應(yīng)按照《鋰電池航空運輸規(guī)范》(MH/T1020-2007)的標(biāo)準(zhǔn)，以貨物運輸形式發(fā)運。

美國電池創(chuàng)業(yè)公司Sakti3獲Dyson1500萬美元融資

自鋰電池誕生以來，一直都是使用液態(tài)電解質(zhì)，易燃，不安全，所以我們才會經(jīng)?？吹礁鞣N鋰電池爆炸的消息，續(xù)航能力差就更不用說了。Sakti3則一致力于固態(tài)電池的研發(fā)，要在各方面超越傳統(tǒng)鋰電池：它更安全，即使將電池劈成兩半或放在高溫環(huán)境，電池也仍能繼續(xù)工作；電池能量密度也更大，相比目前最好的鋰電池，提升了一倍多，差不多達到每升1100瓦，用在智能手表上，續(xù)航能從小時提升到9小時，用在電動車上，運行里程能從256英里提升到480英里；價格也更便宜，可以做到每千瓦時100美元，要遠低于目前200到300美元的價格。

科技變革往往從底層技術(shù)取得突破開始。移動終端、智能設(shè)備、電動汽車、機器人等要想普及，電池技術(shù)的突破必不可少。2007年成立的電池創(chuàng)業(yè)公司Sakti3一直在研發(fā)、制造高性能固態(tài)鋰離子電池，最近他們獲得Dyson1500萬美元的新融資。[1]

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