为了设计高能量密度的锂离子电池,除了对其空间利用率的不断优化,提高电池正负极材料的压实密度和克容量,使用高导电碳纳米和高分子粘接剂来提高正极和负极活性物质含量外,提升锂离子电池的工作电压也是增大电池能量密度的重要途径之一。
在锂离子电池的截止电压正由原来的4.2V逐步过渡到4.35V、4.4V、4.45V、4.5V和5V,其中5V镍锰锂离子电池具有高能量密度、高功率等优异特性,将是未来新能源汽车及储能领域发展的重要方向之一。随着电源研发技术的不断发展,将来更高电压、更高能量密度的锂离子电池将逐渐走出实验室,为消费者服务。
锂离子电池的优点:
1)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。
2)比能量大
能达到的实际比能量为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%。
3)循环寿命长
一般均可达到500次以上,甚至1000次以上,磷酸铁锂的可以达到2000次以上。对于小电流放电的电器,电池的使用期限,将倍增电器的竞争力。
4)安全性能好
**,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。
5)自放电小
室温下充满电的Li-ion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%。
6) 快速充电
1C充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上,磷铁电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。
7) 工作温度
工作温度为-25~45°C,随着电解液和正极的改进,期望能扩宽到-40~70°C。
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