锂离子电池的安全特性有哪些？应要满足哪些条件？

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。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。2019年10月9日，瑞典皇家科学院宣布，将2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰，以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。 [1] 自2023年8月1日起，对锂离子电池和电池组实施CCC认证管理。自2024年8月1日起，未获得CCC认证证书和标注认证标志的，不得出厂、销售、进口或者在其他经营活动中使用。

锂离子电池

1、基本介绍

锂离子电池(Lithiumbattery)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。锂离子电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数的几个国家的公司在生产这种锂金属电池。

2、工作原理

(1)锂金属电池：

锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。

放电反应：Li+MnO2=LiMnO2

(2)锂离子电池：

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

充电正极上发生的反应为

LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)

充电负极上发生的反应为

6C+XLi++Xe-=LixC6

充电电池总反应：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6

锂离子电池工作原理：锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它重要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。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。

锂离子电池放电是靠化学的氧化还原反应。放电时，也就是我们在使用电池消耗电量的时候，它的正极会嵌入锂离子，负极锂离子落嵌。充电的时候正好相反。他这种离子的得失会形成一定的电压，使得电池出现电量。

在每一次充放电循环过程中，锂离子(Li)充当了电能的搬运载体，周而复始的从正极→负极→正极来回的移动，与正、负极材料发生化学反应，将化学能和电能相互转换，实现了电荷的转移，这就是锂离子电池的基本原理。由于电解质、隔离膜等都是电子的绝缘体，所以这个循环过程中，并没有电子在正负极之间的来回移动，它们只参与电极的化学反应。

锂离子电池容量衰减的原因：锂离子电池是继镉镍电池、氢镍电池之后发展最快的二次电池.锂离子电池的应用很大程度取决于其充放电循环的稳定性,和其它二次电池相同,锂离子电池在循环过程中容量衰减是不可防止的。

1、正极材料的结构变化

正极材料是锂离子电池的重要来源，当锂离子电池从正极中脱出时候，为了维持材料电中性状态，金属元素必然会被氧化到达一个高的氧化态，这里就伴随了组分的转变。组分的转变容易导致相转移和体相结构的变化。电极材料相转变可以引起晶格参数的变化及晶格失配，由此出现的诱导应力引起晶粒的破碎，并引发裂纹的传播，造成材料的结构发生机械破坏，从而引起电化学性能衰减。

2、负极材料结构

锂离子电池常用的负极材料有碳材料、钛酸锂等，本文以典型负极石墨进行分析。锂离子电池容量的衰减第一次发生于化成阶段，在这个阶段会在负极表面形成SEI，消耗部分锂离子。随着锂离子电池使用，石墨结构的变化也会造成电池容量下降。

虽然保持了石墨的形貌结构，但是其(002)晶面的半高宽变大，导致c轴方向的晶粒尺寸变小，晶体结构的改变导致碳材料出现裂纹，进而破坏负极表面的SEI膜并促进SEI膜的修复，SEI膜的过度生长消耗活性锂，因此造成了锂离子电池的不可逆容量衰减。

3、电解液的氧化分解与界面反应

电解液的性质显著影响锂离子电池的比容量、寿命、倍率充放电性能、工作温度范围以及安全性能等。电解液重要包括溶剂、电解质和添加剂三个部分。溶剂的分解、电解质的分解都会导致锂离子电池容量的损失。电解液的分解和副反应是锂离子电池容量衰减的重要因素，无论采用何种正负极材料、何种工艺，随着锂离子电池循环使用，电解液的分解及与正负极材料间发生的界面反应都会造成容量的衰减。

4、正极过充反应

当正极活性物相关于负极活性物比例过低时，容易发生正极过充电。锂离子电池正极过充导致容量损失重要是由于电化学惰性物质(如Co3O4，Mn2O3等)的出现，破坏了电极间的容量平衡，其容量损失是不可逆的。

5、电极不稳定性

在充电时正极活性物质不稳定会与电解质反应造成容量降低。影响正极材料不稳定因素有正极材料结构缺陷、炭黑含量、充电电势过高，其中正极材料结构缺陷是影响因素中的重中之重。

在现代科技日益发展的时代，锂离子电池已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。从智能手机、笔记本电脑到电动汽车，锂离子电池为我们的日常生活提供了便捷的能源。那么，锂离子电池究竟是什么?它是如何工作的?本文将为您揭开锂离子电池的神秘面纱。

1、锂电池寿命长重量轻体积小

锂电池电动车目前品牌多样化，捷安特，凯骑，捷奥比，途尔锂电车等，锂电池电动自行车的动力性能和铅酸电池(简易款电动自行车)差不多，充电6~8小时，根据电池容量不同可跑30~45公里，重量只有铅酸电池的1/5左右，锂电池电动自行车最大优点是寿命长。全球锂电池价格贵的只是看到表面，其实仔细算算费用和铅酸蓄电池是差不多的，目前一般锂电池保2年，铅酸蓄电池保1年。

2、锂电池具有免激活特性

在使用锂电池中应注意的是，电池放置一段时间后则进入休眠状态，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活，只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池，恢复正常容量。由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有记忆效应。因此用户新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。

3、锂电池带记忆效应

消费者在给铅酸蓄电池，镍电池充电时，一直都担心电池发生记忆效应，等用了锂电池，大家都可以松下一口气，锂电池不带记忆效应。要是还有消费者不知道如何给锂电池充电，那不妨看看下面的内容。

1、锂电池电动车价格过高皆因锂电池

目前锂电池电动自行车的价格普遍比铅酸电池电动车高出几百元到一千元，因此在市面上很难得到消费者顾客的认可。锂电池轻巧、环保，废弃后不会产生环境污染，一旦应用技术成熟，市场销量加大，锂电池电动自行车的价格才会有所降下来。

2、锂电池充电时间过长适得其反

锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说，如果你的锂电池在充满后，放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。

此外在某些电动车上，充电超过一定的时间后，如果不去取下充电器，这时系统不仅不停止充电，还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的，但显然对电池的寿命而言是不利的。所以在购买锂电池

3、锂电池动力性有待提高

锂电池比起铅酸蓄电池在充放电方面耐波动的能力差得多，对于目前大功率车来说不能有效采用锂电的一大症状也就在此，导致耐用性下降。

电动车后，要咨询企业或者经销商，做好锂电池维护工作。