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1、锂电池总的分类：（一）、根据锂电池所用电解质材料不同，锂电池可以分为液态锂电池（lithium ion battery, 简称为LIB）和聚合物锂电池（polymer lithium ion battery,简称为LIP）两大类。（二）、按充电方式可分为：不可充电的及可充电的两类。（三）、锂电池外型分：有方型锂电（如常用的手机电池）和柱形（如18650、18500）；（四）、锂电池外包材料分：铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池；（五）、锂电池从正负极材料（添加剂）分：钻酸锂（LiCo02）电池、锰酸锂（LiMn204）, 磷酸铁锂电池，一次性二氧化锰锂电池一、锂电池的种类（一）根据锂电池所用电解
2、质材料不同，锂电池可以分为液态锂电池（lithium ion battery, 简称为LIB）和聚合物锂电池（polymer lithium ion battery,简称为LIP）两大类。聚合物锂电池所用的正负极材料与液态锂都是相同的，电池的工作原理也基本一致。它 们的主要区别在于电解质的不同, 锂电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂电池则以固体聚 合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物 胶体电解质。聚合物锂电池可分为三类：1、固体聚合物电解质锂电池。电解质为聚合物与盐的混合物，这种电池在常温下的离 子电导率低，适于高温使用。2、凝胶聚合物电解
3、质锂电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提 高离子电导率，使电池可在常温下使用。3、聚合物正极材料的锂电池。采用导电聚合物作为正极材料，其能量是现有锂电池的3 倍，是最新一代的锂电池。由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂电池相比，聚合 物锂电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，也不会产生漏液与燃烧爆炸等安 全上的问题，因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而可以提高整个电池的容量；聚合 物锂电池还可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂电池提高 50 以上。此外,聚合物锂电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂电池有所提高。基于 以上优点，聚合
4、物锂电池被誉为下一代锂电池。（二）、按充电方式可分为：不可充电的及可充电的两类。不可充电的电池称为一次性电 池，它只能将化学能一次性地转化为电能，不能将电能还原回化学能（或者还原性能极差）。 而可充电的电池称为二次性电池（也称为蓄电池）。它能将电能转变成化学能储存起来，在 使用时，再将化学能转换成电能，它是可逆的。1、不可充电的锂电池有多种，目前常用的有锂二氧化锰电池、锂亚硫酰氯电池及锂和 其它化合物电池。（1）锂-二氧化锰电池 锂-二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极，并采用有机电解液的一次性 电池。该电池的主要特点是电池电压高，额定电压为3v （是一般碱性电池的2倍）；终止 放电
5、电压为2v；比能量大（见上面举的例子）放电电压稳定可靠；有较好的储存性能（储 存时间3年以上）、自放电率低（年自放电率W2%）；工作温度范围一20C+ 60C。该电 池可以做成不同的外形以满足不同要求，它有长方形、圆柱形及纽扣形（扣式）。圆柱形的 也有不同的直径及高度尺寸。a. 锂-二氧化锰电池特点 是由日本最先研制并实现产业化的锂一次电池体系。经过几十年的研究发展，锂-二氧化锰 电池是锂系列一次电池中价格最低、安全性最好的电池品种。锂-二氧化锰电池具有以下特 点：八、a1. 价格比较低廉：正极活性物质二氧化锰采用电解二氧化锰，是锂电池正极活性物质中比 较廉价的一种，可以大量推广应用；a2.电
6、池电性能优良：其比能量是干电池的510倍（约230Wh/kg或500Wh/L），负荷电压 为2.8V,放电电压比较平稳。可以在-40+50C范围内工作；a3.电池贮存寿命长：在常温条件下电池贮存寿命超过10年，年容降约1%；a4. 电池安全可靠：电池在贮存和放电过程中无气体析出，安全性好；a5.电池品种繁多：电池包括扣式、柱式、矩形三大类，每类都还有尺寸和结构各异的电池， 容量从几十毫安时到上百安时不等。所以可以满足多种应用的要求。 锂-二氧化锰电池负极 是金属锂，正极活泼性物质是电解二氧化锰。电解质是无机盐高氯酸锂LiClO4），溶于碳 酸丙烯酯（PC）和1、2-二甲氧基乙烷（DME）的混合
7、有机溶剂中，锂-二氧化锰电池的反应 机理不同于一般电池，在非水有机溶剂中，负极锂溶解下的锂离子通过电解质迁移进入到 MnO2的晶格中，生成Mn02 （Li+）。Mn由+4价还原为+3价，其晶体结构不发生变化。b. 二氧化锰电池的应用该电池可以做成不同的外形以满足不同要求，它有长方形、圆柱形及纽扣形（扣式）。 圆柱形的也有不同的直径及高度尺寸。型号中的cr表示为圆柱形锂一二氧化锰电池；五位 数字中，前两位表示电池的直径后三位表示带一位小数的高度。例如，cr14505,其直径为 14mm，高度为50.5mm（这种型号是通用的）。这里要指出的是不同工厂生产的同型号的电池 其参数可能有些差别。另外，标
8、准放电电流值是较小的，实际放电电流可以大于标准放电电 流，并且连续放电及脉冲放电的允许放电电流也不同，由电池厂提供有关数据。例如，力兴 电源公司生产的cr14505给出最大连续放电电流为1000ma最大脉冲放电电流可达2500m&照相机中用的锂电池多半是锂二氧化锰电池。纽扣式（扣式）电池尺寸较小，其直径 为12.524.5mm,高度为1.65.0mm。几种较常用的扣式电池型号cr为圆柱形锂一二氧化 锰电池，后四位数字中前两位为电池的直径尺寸，后两位为带小数点的高度尺寸。例如， cr1220的直径为12mm（不包括小数点后的数），其高度为2.0mm。这种型号表示方法是国际 通用的。这种扣式电池常
9、用于时钟、计算器、电子记事本、照相机、助听器、电子游戏机、 ic 卡、备用电源等。c. 发展锂-二氧化锰电池研究的意义 由于锂-二氧化锰电池体系采用非水有机电解液，在低温条件下粘度增大，电导率大幅下降，导致Li-MnO2电池在低温条件下只能以小功率输出，即使在电池设计上进行结构改变， 仍然无法从本质上提高电池体系低温性能，这就严重制约了该体系在民用领域的应用。但是 由于锂-二氧化硫电池和锂-亚硫酰氯电池，随着贮存时间的延长、输出电流的增加和使用环 境温度的降低，在电极表面形成致密的钝化膜，导致电池在使用时会出现明显电压滞后，根 据情况不同，滞后时间可以长达十几分钟，此外两种电池都存在着安全性问
10、题：锂-亚硫酰 氯电池体系，当电池使用不当造成电池温度升高，正极放电产物硫和锂发生放热反应，或是 锂碳嵌入物有可能与亚硫酰氯或硫发生剧烈的放热反应使得电池体系的安全性较差；锂-二 氧化硫电池体系本身存在内压，当电池使用不当会造成爆炸或二氧化硫气体的泄漏，存在安 全性较差的问题。美国已有使用锂-二氧化硫电池和锂-亚硫酰氯电池出现危及人身安全的事 故报道。随着二十一世纪人们越来越重视环境保护和体系的安全可靠，因此安全性好的锂- 二氧化锰电池体系的进一步深入研究将成为锂一次电池研究重点。d. 国内外研究现状及发展趋势从九十年代中期殴美能源研究重心转移，这时候锂-二氧化锰电池开始受到重视。最初是多 种
11、小型号柱式电池，然后在市场感兴趣的大容量电池技术上取得了显著进展。目前，美国大 量使用加拿大蓝星发展技术公司、 Ultralife 电池有限公司、 NY and Hawker Eternacell 公司生产的锂-二氧化锰电池，并研究可提供更高比容量和比功率的电池。美国 Ultralife 电池有限公司从二十世纪九十年代更将研究重心转移到致力于锂电池 在市场推广应用的专门研究，特别是高比特性锂-二氧化锰电池研究。该公司在其官方网站 上发表意见，认为锂-二氧化锰电池因为其阴极材料为固体物质，钝化影响很小，导致该体 系基本不存在电压滞后，而且体系本身比其它锂一次电池更安全。该公司通过对锂-二氧化 锰
12、电池的深入研究，现在在相同体积条件下，锂-二氧化锰电池比锂-二氧化硫电池提供超过 50%的能量。打破了多年来科研人员认为的锂-二氧化锰电池不如锂-二氧化硫电池比能量高 的观点。目前国内锂-二氧化锰电池生产厂家很多，产品广泛应用于照相机、水表、仪器仪表、 心脏起搏器等微功耗型电子产品。我国从七十年代就开始锂-二氧化锰电池的自主开发研究 工作，开发了系列圆柱形锂-二氧化锰电池和系列扣式锂-二氧化锰电池，在一些大型研究院 所普遍着力于高比特性锂-二氧化锰电池的研究，在薄型锂-二氧化锰电池技术、锂-二氧化 锰电池的高比能量研究和锂-二氧化锰电池的高比功率研究方面取得突破性进展，为锂-二氧 化锰电池在水
13、下应用、特种勘探领域应用奠定了技术基础。典型的技术成果主要有：薄型锂 -二氧化锰电池可以做到1mm以下；锂-二氧化锰电池比功率达到并超过580W/kg；锂-二氧 化锰电池重量比能量达到并超过 300Wh/kg。锂-二氧化锰电池是21 世纪锂一次电池中最有发展前途的高可靠、无污染的化学电源，随着 纳米材料制造技术的发展，以及粘度低、安全性好的多元有机电解液体系的进一步研究，锂 -二氧化锰电池的化学性能还将会有更大程度的提高，建立具有高比能量、高功率、轻型化、 微型化特点的新型电化学体系，增强我国在高技术条件下电子产品市场竞争力。（2）锂-亚硫酰氯电池锂-亚硫酰氯它的额定电压是3.6v,以中等电流
14、放电时具有极其平坦的3.4v放电特性 （可在90%容量范围内平坦地放电，保持不大的变化）。电池可以在一40C+ 85C范围 内工作，但在一40C时的容量约为常温容量的50%。自放电率低（年自放电率W1%）、储 存寿命长达 10 年以上。锂亚硫酰氯电池在所有的电池中，属于一种很有特色的品种。正极 材料是亚硫酰氯（二氯亚砜），同时，也是电解液。这种特性，使得它的比能量非常高。是 目前锂电池中电压最高的。锂亚硫酰氯电池化学名称为 Li SOCl2, 简称为锂亚电池。 由 于其特殊的化学特性，钝化效应，其年自放电电流小于1%， 储存寿命达10 年以上，所以 广泛应用于水表，电表和燃气表中。2、可充电的
15、锂电池 可充电的锂电池有多种，如锂-钒氧化物电池，锂电池及国外新开发的锂-聚合物电池等。可充电锂电池是目前手机中应用最广泛的电池，但它较为“娇气”，在使用中不可过充、过 放（会损坏电池或使之报废）。因此，在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池 损坏。锂电池充电要求很高，要保证终止电压精度在 1%之内，目前各大半导体器件厂已开 发出多种锂电池充电的IC，以保证安全、可靠、快速地充电。（1）、锂-钒氧化物电池 锂-钒氧化物电池以锂为阳极、钒氧化物为阴极、无机盐的有机溶剂为电解质组成。它的特点是可以充电。以 2 号电池为例，将锂-钒氧化物电池与锂-二氧化锰电池及锂-亚硫酰 氯电池相比较。由于
16、锂-钒氧化物电池的额定电压仅为2.8V,而且额定容量也小，故与其它 两种锂电池相比，其比能量是最小的。此外，其充电次数（循环寿命）也不长，所以这种可 充电电池不久就由锂电池替代了。（2）、锂离子电池 锂离子电池是目前应用最为广泛的锂电池，它根据不同的电子产品的要求可以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式，并且有由几个电池串联在一起组成的电池组。锂电池的额 定电压为3.6v （有的产品为3.7v）。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关：阳极 材料为石墨的4.2v；阳极材料为焦炭的4.1v。不同阳极材料的内阻也不同，焦炭阳极的内 阻略大，其放电曲线也略有差别。锂离子电池的终止放电电压为2.5v-2.75v （电池厂给出 工作电压范围或给出终止放电电压，各参数略有不同）。低于终止放电电压继续放电称为过 放，过放对电池会有损害。a、锂离子电池工作原理 电池分一次锂电
