锂电池介绍

2020年03月05日

     当前,很多人对锂电池和锂离子电池的不甚理解和头疼于目前国内外的诸多分类,因此,京瓷小编来主要介绍各种分类以及依据。为移动机器人工程师、电动工具工程师、电动汽车等行业从业人员提供点帮助。

1.锂电池概念
  锂电池(Lithium battery)是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的,且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。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,锂电池长期没有得到应用。

      2.锂电池发展进程
  锂电池根据其能否充电、循环使用而分为不能充电、循环使用的一次性锂电池和可以多次充电、循环使用的二次锂电池,也即锂离子电池

 锂离子电池真正商用化始于1992年,日本索尼公司是第一个大规模商用化的公司,发展到今天(2020年)也不过28年,是一种非常年轻的电池。

一次锂电池发展比较早,由于其使用的面比较窄,在此不赘述。


 3.锂离子电池 
  锂离子电池一般用钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂做正极,碳做负极,中间填充电解液以形成离子游离的通道,用隔膜来分离正负极防止短路。当充电时由于电场作用锂离子从钴酸锂或锰酸锂、磷酸铁锂中游出,游离在电液中穿过隔膜中的孔隙,到达负极与碳反应生成碳化锂;放电过程与此相反,锂离子又回到正极,这就是锂离子电池的充放电过程,这便是所谓的“摇椅电池”。

      4.锂离子电池分类

(1)从形体上分:

圆柱形  常见的有18650、26650、32650、14500、21700等。以18650为例,直径18cm,长度65cm,0代表圆柱形。国际上生产圆柱形锂电池的企业有松下、三洋、三星、LG、特斯拉,国内有比克、创明、德朗能、迪比科、福斯特等;


方壳   外壳为立方体形式,其又有铁壳、铝壳、塑壳之分,当前市场主流为铝壳。国内企业有宁德新能源CATL,BYD、亿纬锂能、中航锂电等;

  软包   外壳才采用铝塑复合膜,主要特点是体积能量密度比较高,安全性相对较好,当前主要应用于数模领域,在动力电池领域占比较小。生产企业主要有三星、LG、AGL、CATL、孚能等。

(2)从正负极材料上分:钴酸锂,锰酸锂,磷酸铁锂,镍钴锰(三元),钛酸锂,另外三元锂里面根据三元比例又可划分为1:1:1,5:2:3,6:2:2,8:1:1等,特斯拉的NCR18650B就是811。

特别说明下,曾经一度被炒的非常热的钛酸锂在锂离子电池中是作为负极,一般与锰酸锂或磷酸铁锂配合使用。

(3)从功率或者动力性上:

容量型锂电池   重在追求体积能量密度,主要应用于手机、耳机、智能穿戴电子设备包括太阳能路灯上,ATL(东莞新能源)是数模锂电池国内做的最好也是世界领先的企业;

动力锂电池   主要用于电动汽车、AGV、移动机器人、军工、特种电动车辆,电动工具等对于动力性要求很高的领域;

(4)根据电解液形态:固态锂电池,液态锂离子电池LIB

      5.总结
  最后,我们分析锂离子电池的性能应该从以下几个方面:

(1)容量/单位能量密度(这决定了外形体积和重量,进而决定续航里程);

(2)功率密度(动力性);

(3)一致性(工作性能);

(4)安全性比如散热性,熔点;

(5)循环次数(相对使用寿命);

(6)内部阻抗,比如欧姆电阻和极化电阻(内部损耗);

(7)自放电。
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以上,只是电池基础知识的简单介绍,如果需要更多了解,可扫描二维码加微信。转载请附上原文出处链接及本声明。

来源:山东京瓷光能科技有限公司