锂离子电池的安全特性:
对于锂离子电池安全性能的考核指标,国际上规定了非常严格的标准,一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件:
(1)短路:不起火,不爆炸
(2)过充电:不起火,不爆炸
(3)热箱试验:不起火,不爆炸(150℃恒温10min)
(4)针剌:不爆炸(用Ф3mm钉穿透电池)
(5)平板冲击:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高处砸向电池)
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)安全性能好无公害,无记忆效应。作为Li-ion前身新型锂离子电池的锂电池,因金属锂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。
(6)焚烧:不爆炸(煤气火焰烧烤电池)
锂离子电池的缺点:
(1)衰老:与其它充电电池不同,锂离子电池的容量会缓慢衰退,与使用次数有关,也与温度有关。这种衰退的现象可以用容量减小表示,也可以用内阻升高表示。因为与温度有关,所以在工作电流高的电子产品更容易体现。用钛酸锂取代石墨似乎可以延长寿命。
(2)回收率:大约有1%的出厂新品因种种原因需要回收。
(3)不耐受过充:过充电时,过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中,无法再释放,可导致电池寿命短。
(4)不耐受过放:过放电时,电极脱嵌过多锂离子,可导致晶格坍塌,从而缩短寿命。