锂电池基础知识普及

这里给出的是中国一着名锂电池生产商的生产的1865锂电池，目的仅仅只是为了让初学者对锂电池的充放特性有所了解。

1 要注意的几点

1.1 0.2c，0.5c，1c

0.2c，0.5c，1c的含义是以0.2倍，0.5倍，1倍电池容量(1000mAh的电池的0.2c，0.5c，1c，分别是200mA，500mA，1000mA)

1.2 充电方式

cc/cv的含义是先恒流，再恒压，恒流的电流有后面的参数确定。然后是恒压，恒压的电压对于锂电池是4.2v正负0.05v。充电结束的判断有两种，

(1)当电流小到一定程度例如10mA。

(2)当充电时长达到一定时间，例如转入恒压充电状态后2小时。

1.3 容量

这个可能是初学者最感兴趣的内容了，这个概率也是最混乱的了。按工业标准来说，对于锂电池，一般标称的容量是最小容量，这个容量是一批电池中，在25度室温条件下，先以cc/cv0.5c充满，并静置一段时间后(一般是12小时)。以0.2c电流恒流放电放电至3.0v(也有标准是2.75V，不过影响不大，3v到2.75v下降的很快没多少容量的)，所放出的容量值，由于一批电池肯定有个体差异，实际放出容量最低的那个电池的容量值。也就是是说，这一批任何一个电池实际容量都应该大于或等于标称容量。这里请注意几个关键参数，一个是温度，其次是充电方法，最关键的是放电电流。这些因素都会影响到最终测得的容量。为什么说这个概念混乱呢，那是因为客观上很多因素都对这个参数有很大的影响;主观上呢，又有很多锂电池生厂商在这个参数上想尽办法，标典型值的，标最高值的，还有干脆胡吹的，反正什么样的都有。而市场对这个参数又极为看重，反正又不是所有的消费者，商家都有条件测，当然就有做假的余地喽。

1.4 内阻

这也是个麻烦的概念，初学者只要知道定义是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。电池的内阻分交流内阻和直流内阻，还有就是充电内阻和放电内阻。由于充电电池内阻很小，测直流内阻时由于电极容量极化，产生极化内阻，故无法测出其真实值，而测其交流内阻可免除极化内阻的影响，得出真实的内值。交流内阻测试方法为：利用电池等效于一个有源电阻的特点，给电池一个1000HZ,50mA的恒定电流，对其电压采样整流滤波等一系列处理从而精确地测量其阻值。所以一般厂商给的都是交流内阻充电内阻随充电完成而加大，因为可电解的电解质电解完成，没的电解了，然后就电解一些本不应电解的东西，生成大量气体，如果没有很好的设计，就可能发生爆炸了。放电内阻随电池剩余容量的提高而降低，也就是剩余容量越多，电池内阻越小，剩余容量越少，放电内阻越高，因为电解质逐渐由高能量态放电到低能量态转化为可电解的物质，这时随着放电的继续，可电解的电解质逐渐增加，充电内阻降低。同时电池电压也降低了。[!--empirenews.page--]

2 Li-ion的优缺点

根据IEC61960标准二次锂电池的标识如下：

A.电池标识组成3个字母后跟5个数字圆柱形或6个方形数字

B.第一个字母表示电池的负极材料I表示有内置电池的锂离子L表示锂金属电极或锂合金电极

C.第二个字母表示电池的正极材料C基于钴的电极N基于镍的电极M基于锰的电极V基于钒的电极

D.第三个字母表示电池的形状R表示圆柱形电池L表示方形电池

E.数字圆柱形电池5个数字分别表示电池的直径和高度直径的单位为毫米高度的单位为十分之一毫米直径或高度任一尺寸大于或等于100mm时两个尺寸之间应加一条斜线方型电池6个数字分别表示电池的厚度宽度和高度单位毫米三个尺寸任一个大于或等于100mm时尺寸之间应加斜线三个尺寸中若有任一小于1mm,则在此尺寸前加字母t此尺寸单位为十分之一毫米。例如：ICR18650表示一个圆柱形二次锂离子电池正极材料为钴其直径约为18mm高约为65mm。

ICR20/1050ICP083448表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为8mm,宽度约为34mm高约为48mm。ICP08/34/150表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为8mm,宽度约为34mm高约为150mm。

ICPt73448表示一个方形二次锂离子电池正极材料为钴其厚度约为0.7mm,宽度约为34mm高约为48mm。

2.1 Li-ion电池的优点

1)单体电池的工作电压高达3.6-3.8V;

2)比能量大。目前HYB钢壳电池能达到的实际比能量为100-135W.h/Kg和280-353W.h/L(2倍与Ni-Cd,1.5倍于Ni-MH)，随着技术发展，比能量可高达150W.h/Kg和400W.h/L。

3)循环寿命长。一般均可达到500次以上，甚至1000次。

4)安全性能好，无公害，无记忆效应。作为Li-ion前身的锂电池，因金属锂易形成枝晶锂发生短路，缩短了其应用领域;Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素;部分工艺(如绕结式)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不存在这方面的问题。

5)自放电小。室温下充满电的Li-ion存贮1个月的自放电率为10%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni-MH的30-35%。

2.2 Li-ion的缺点

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

2)不能大电流放电。由于有机电解液体系等原因，电池内阻相对其他类电池大，故要求较小的电流密度，一般放电电流在0.5C以下，只适合于中小电流的电器使用。

3)需要保护线路控制。

锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样道理，当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程)，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

不难看出，在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。

3 补充

锂电池的充电，如果开始电压较低，不可按照标准电流充电，应先以小电流充电，当电压达到一定值后再转入正常。这样，加上以后的CC/CV,一共是三段曲线。另外，当恒流(CC)充电结束后，有的不采用恒压(CV)，而是采用脉冲的方式。锂子电池比较脆弱而危险，最主要的是充电不能过流过压，否则发热甚至爆炸。放电不能过流欠压，否则会造成永久性伤害。因此，锂电池一般都有保护电路，不能图方便或性能价格等原因把保护电路取下来。

电池是能量转换设备，其内部本身没有电，也不储存电。谁能说发电机里面也有电量啊?电池实际就是装有一定数量燃油的发电机。