鋰電池種類有哪些?
鋰離子電池的種類
一、按內(nèi)部材料鋰離子電池通常分兩大類
1.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。
2.鋰離子電池:鋰離子電池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。
二、按用途也可分為兩大類
第一個是數(shù)碼電池,就是我們?nèi)粘S玫氖謾C,平板,移動電源等等,這些都是屬于數(shù)碼類電池。
第二種是動力鋰離子電池,就是特斯拉,比亞迪一些新能源電動汽車,還有無人機等產(chǎn)品用的電池,這些電池要求的瞬間電流很大,數(shù)碼類電池滿足不了瞬間大電流,所以這類也叫高倍率鋰離子電池,價格比數(shù)碼鋰離子電池要貴一些。
三、按外殼材料可以分為三類
第一類,鋼殼鋰離子電池,顧名思義就是外殼是鋼材。
第二類,鋁殼鋰離子電池,同理外殼是鋁的材質(zhì)。
第三類,聚合物鋰離子電池,外殼是一種聚合物材料,大多是銀色的,少數(shù)幾家廠商做的是黑色,業(yè)內(nèi)成為黑皮。
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。
1、根據(jù)鋰電池所用電解質(zhì)材料不同分類
可以分為液態(tài)鋰電池(1ithium ion battery,簡稱為LIB)和聚合物鋰電池(polymer lithium ion battery,簡稱為LIP)兩大類。聚合物鋰電池所用的正負極材料與液態(tài)鋰都是相同的,電池的工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同,鋰電池使用的是液體電解質(zhì),而聚合物鋰電池則以固體聚合物電解質(zhì)來代替,這種聚合物可以是“干態(tài)”的,也可以是“膠態(tài)”的,目前大部分采用聚合物膠體電解質(zhì)。聚合物鋰電池可分為三類:
(1)固體聚合物電解質(zhì)鋰電池。電解質(zhì)為聚合物與鹽的混合物,這種電池在常溫下的離子電導率低,適于高溫使用。
(2)凝膠聚合物電解質(zhì)鋰電池。即在固體聚合物電解質(zhì)中加入增塑劑等添加劑,從而提高離子電導率,使電池可在常溫下使用。
(3)聚合物正極材料的鋰電池。采用導電聚合物作為正極材料,其能量是現(xiàn)有鋰電池的3倍,是最新一代的鋰電池。由于用固體電解質(zhì)代替了液體電解質(zhì),與液態(tài)鋰電池相比,聚合物鋰電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點,也不會產(chǎn)生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題,因此可以用鋁塑復合薄膜制造電池外殼,從而可以提高整個電池的容量;聚合物鋰電池還可以采用高分子作正極材料,其質(zhì)量比能量將會比目前的液態(tài)鋰電池提高50%以上。此外,聚合物鋰電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰電池有所提高。
基于以上優(yōu)點,聚合物鋰電池被譽為下一代鋰電池。
2、按充電方式分類
按充電方式可分為不可充電的及可充電的兩類。不可充電的電池稱為一次性電池,它只能將化學能一次性地轉(zhuǎn)化為電能,不能將電能還原回化學能(或者還原性能極差)。而可充電的電池稱為二次性電池(也稱為蓄電池)。它能將電能轉(zhuǎn)變成化學能儲存起來,在使用時,再將化學能轉(zhuǎn)換成電能,它是可逆的。
(1)不可充電的鋰電池有多種,目前常用的有鋰-二氧化錳電池、鋰一亞硫酰氯電池及鋰和其它化合物電池。
(2)可充電的鋰電池有多種,如鋰-釩氧化物電池,鋰電池及國外新開發(fā)的鋰-聚合物電池等??沙潆婁囯姵厥悄壳笆謾C中應用最廣泛的電池,但它較為“嬌氣”,在使用中不可過充、過放(會損壞電池或使之報廢)。因此,在電池上有保護元器件或保護電路以防止昂貴的電池損壞。鋰電池充電要求很高,要保證終止電壓精度在1%之內(nèi),目前各大半導體器件廠已開發(fā)出多種鋰電池充電的ic,以保證安全、可靠、快速地充電。
3、按鋰電池外型分類
有方型鋰電(如常用的手機電池電芯)和柱形(如18650、18500等等.)。
4、按鋰電池外包材料分類
鋁殼鋰電池,鋼殼鋰電池,軟包電池。
5、按鋰電池從正負極材料(添加劑)分類
鉆酸鋰(LiCo02)電池、錳酸鋰,磷酸鐵鋰電池,一次性二氧化錳鋰電池。
鋰離子電池是鋰電池的改進型產(chǎn)品。鋰電池很早以前就有了,但鋰是一種高度活躍(還記得它在元素周期表中的位置嗎?)的金屬,它使用時不太安全,經(jīng)常會在充電時出現(xiàn)燃燒、爆裂的情況,后來就有了改進型的鋰離子電池,加入了能抑制鋰元素活躍的成份(比如鉆、錳等等)從而使鋰電真正達到了安全、高效、方便,而老的鋰電池也隨之基本上淘汰了。至于如何區(qū)分它們,從電池的標識上就能識別,鋰電池為Li、鋰離子電池為Li-ion?,F(xiàn)在,筆記本和手機使用的所謂
“鋰電池”,其實都是鋰離子電池。
現(xiàn)代電池的基本構(gòu)造包括正極、負極與電解質(zhì)三項要素。作為電池的一種,鋰離子電池同樣具有這三個要素。一般鋰離子技術(shù)使用液體或無機膠體電解液,因此需要堅固的外殼來容納可燃的活性成分,這就增加了電池的重量和成本,也限制了尺寸大小和造型的靈活性。一般而言,液體鋰離子二次電池的最小厚度是6mm,再減少就比較困難。
而所謂聚合物鋰離子電池是在這三種主要構(gòu)造中至少有一項或一項以上使用高分子材料作為其主要的電池系統(tǒng)。
新一代的聚合物鋰離子電池在聚合物化的程度上已經(jīng)很高,所以形狀上可做到薄形化(最薄0.5毫米)、任意面積化和任意形狀化,大大提高了電池造型設計的靈活性,從而可以配合產(chǎn)品需求,做成任何形狀與容量的電池。同時,聚合物鋰離子電池的單位能量比目前的一般鋰離子電池提高了50%,其容量、充放電特性、安全性、工作溫度范圍、循環(huán)壽命與環(huán)保性能等方面都較鋰離子電池有大幅度的提高。
目前市面上所銷售的液體鋰離子(LiB)電池在過度充電的情形下,容易造成安全閥破裂因而起火的情形,這是非常危險的,所以必需加裝保護IC線路以確保電池不會發(fā)生過度充電的情形。而高分子聚合物鋰離子電池方面,這種類型的電池相對液體鋰離子電池而言具有較好的耐充放電特性,因此對外加保護IC線路方面的要求可以適當放寬。此外在充電方面,聚合物鋰離子電池可以利用IC定電流充電,與鋰離子二次電池所采用的Cccv(Constant Currert-Constant oltage)
充電方式所需的時間比較起來,可以縮短許多的等待時間。