当前位置:时髦轩>生活>心理>

二次电池放电原理

时髦轩 人气:2.51W
二次电池放电原理

锂离子电池是一种二次电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间来回移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为正极材料,是现代高性能电池的代表。

锂离子电池的种类:【据电解质材料不同】分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池。锂离子电池以其正极材料命名,根据正极材料的不同,锂离子电池包括更多的类型,在此不一一列举。下面以磷酸铁锂电池为例:

优点:

A. 超长寿命,锂离子电池的循环寿命可以达到两千次以上、使用寿命可以达到7~8年,远高于长寿命的铅酸二次电池。

B. 快速充电,1C充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上,磷酸铁锂电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。

C. 耐高温,锰酸锂和钴酸锂电池的电热峰值可达200℃左右,而磷酸铁锂达到了350℃—500℃。

D. 工作电压高,单体电池的工作电压高达3.7-3.8V(磷酸铁锂的是3.2V),是Ni-Cd、Ni-MH电池的3倍。

E. 无记忆效应,可充电池在经常处于充满不放完的条件下工作,容量会迅速低于额定容量值,这种现象叫做记忆效应。锂离子电池无此现象,电池无论处于什么状态,可随充随用,无须先放完再充电。

F. 体积比能量、质量比能量高,能达到的实际质量比能量为555Wh/kg左右,即材料能达到150mAh/g以上的比容量(3--4倍于Ni-Cd,2--3倍于Ni-MH),已接近于其理论值的约88%。同等规格容量的磷酸铁锂电池的体积是铅酸电池体积的2/3,重量是铅酸电池的1/3。

G. 自放电小,室温下充满电的锂离子电池储存1个月后的自放电率为2%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni-MH的30-35%。

H. 工作温度范围宽,工作温度约在-25~+45℃,随着电解质和正极材料的改进,尚可拓到-40~70℃。

I. 没有环境污染,绿色环保电池的佼佼者,而残留容量的测试又比较方便,无需维修。

缺点:

A. 衰老,与其它充电电池不同,锂离子电池的容量会缓慢衰退,与使用次数无关,而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高,所以,在工作电流高的电子产品更容易体现。

B. 不耐受过度充电、过度放电和大电流放电,因此需要保护电路、排气孔等多重保护机制。

钠离子电池实际上是一种浓差电池,正负极由两种不同的钠离子嵌入化合物组成。充电时,Na+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,负极处于富钠态,正极处于贫钠态,同时电子的补偿电荷经外电路供给到正极,保证正负极电荷平衡。放电时则相反,Na+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富钠态。

C. 电池成本较高。主要表现在LiCoO2的价格高(Co的资源较少),电解质体系提纯困难。

优点:

A.原料资源丰富,成本低廉,分布广泛

B.有相对稳定的电化学性能,使用更加安全

C.能利用分解电势更低的电解质溶剂及电解质盐,电解质的选择范围更宽。

缺点:

A.不可逆容量损失较大

B.大电流充放电时的性能不够理想

C.储能容量偏低

D.容量保持率低。

TAG标签:放电 电池