鋰離子電池知多少,關(guān)于鋰離子電池的這些事你知道嗎?

來源：鋰離子電池廠家?作者：鋰離子電池廠家??發(fā)布時間：2020-03-19 15:10:03??閱讀數(shù):1103

改變世界的鋰離子電池獲得諾貝爾化學獎是眾望所歸。鋰離子電池現(xiàn)在已經(jīng)深入到了生活中的方方面面，它讓電子設備更加輕量、續(xù)航更加持久，比如你現(xiàn)在能用手機看到這篇文章就離不開鋰離子電池。

鋰離子電池原理

說到鋰離子電池，現(xiàn)在我們的生活已然離不開它，相信大家對于它的原理、歷史之類的都比較熟悉了，今天咱們劍走偏鋒，來給大家聊一聊鋰離子電池鮮為人知的一面。

鋰電池？鋰離子電池？聚合物鋰電池？

可能有些朋友已經(jīng)注意到了，前面我們說的一直都是“鋰離子電池”，但平時大家應該有聽到過鋰電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池等各種各樣的名詞，并且被這些名詞搞的七葷八素的。加下來咱們就來捋一捋。

其實鋰電池的概念很混亂，沒有一個很統(tǒng)一的說法，姑且看一下國標（其實是推薦性國家標準）里面是怎么說的吧。《電工術(shù)語原電池和蓄電池》（GB/T 2900.41-2008）中把鋰電池定義為“含非水電解質(zhì)，負極為鋰或含鋰的電池”，可以是原電池也可以是蓄電池。這個范圍就很寬泛，只要負極含鋰，電解質(zhì)是非水的就行。平時更多的是把負極是金屬鋰的一次電池叫做鋰電池，也叫鋰原電池，這類電池是不能充電的，代表性的有鋰-二氧化錳電池、鋰-氟化碳電池、鋰-亞硫酰氯電池。

鋰原電池

"鋰離子電池則是為了與鋰電池相區(qū)別而發(fā)明出來的一個詞語。"前Sony高級執(zhí)行副總裁兼首席技術(shù)官西美緒（Yoshio Nishi）解釋說，負極的鋰碳化合物中的“鋰”是以離子的形式存在的，而正極的LiCoO2是離子化合物，鋰也是以離子形式存在的，電池中沒有金屬鋰的存在，因此叫做“鋰離子電池”，得了諾獎的就是它。顯然，鋰離子電池是可充電電池。

滿電態(tài)的負極，金色的是LiC6，鋰并沒有以金屬單質(zhì)的形式存在，將鋰離子電池充好電后拆解，圖中是在手套箱中操作，千萬別自己拆解充好電的鋰離子電池，LiC6在空氣中會自燃，也最好別自己更換手機電池，有可能操作不當把電池劃破了，搞不好會起火爆炸。

所以當你以后聽到有人說鋰電池得了諾獎，或者說手機上用的是鋰電池的時候，你大可以禮貌而不失微笑地指出：那不是鋰電池，是鋰離子電池（ lithium-ion batteries）。裝B之后飄然而去，深藏功與名！

至于鋰聚合物電池，其實就是鋰離子電池，也叫聚合物鋰離子電池。和傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，不一樣的地方在于它的外殼是鋁塑膜，然后就沒啥大的差別了。換個殼就可以改個高大上的名字，真讓人頭疼。所謂鋁塑膜，就是兩層聚丙烯之間夾著一層鋁箔，鋁箔是用來防止空氣中的水透過聚丙烯進入電池內(nèi)部的，用鋁塑膜做外殼的好處就是可以減輕電池的重量。

聚合物鋰離子電池（也叫軟包電池）

還有種“凝膠聚合物鋰離子電池”，它用的電解質(zhì)比較特殊，像一般的鋰離子電池用的電解液是液態(tài)的，而它用的是凝膠態(tài)的，emmm，從吃貨的角度來說，就和果凍一樣的。

鋰離子電池的容量與能量

現(xiàn)在的手機屏幕是越做越大，相應的耗電量也增加了。所以，在不影響外觀的情況下，手機電池的容量也就成了一個很重要的選購指標，畢竟誰也不想用著手機的同時還拖著長長的充電線吧。

手機有什么玩的

我們知道一般鋰電池廠家衡量手機電池容量的單位是mAh，高中知識告訴我們，這是電量的單位，還需要乘上個電壓才是能量的單位。

電池容量計算方法：

電池容量計算方法

電池能量計算方法：

電池能量計算方法

等等，手機消耗的明明是能量，怎么用個電量的單位來衡量它？！這其實是因為在手機這類便攜式電子設備中，為了減小電池的體積，鋰離子電池的正極使用的都是鈷酸鋰，這種正極材料具有很高的壓實密度。正因為手機電池的正極用的都是同一種材料，所以電池的電壓都比較接近（理論上是3.7V，這個具體和不同電池生產(chǎn)商的工藝有關(guān)），再加上手機里面往往只有一塊單體電池，只用容量其實就可以衡量電池儲存能量的大小。

但是電腦上的電池卻會同時標注電池的容量（電量）和能量。這是因為，電腦中不只有一塊單體電池啊，里面有很多塊電池串并聯(lián)，形成了電池組，就不能用電池的容量來衡量了。高中知識告訴我們：同一型號的電池，電池并聯(lián)后，電池組的電壓不變，但會增加電池組的容量；電池串聯(lián)，電池組的容量不變，但是會增加電池組的電壓。

電池串聯(lián) | 來源：batteryuniversity.com

所以，衡量電池的續(xù)航能力，還是看能量比較靠譜，自己動手算一算。

鋰離子電池使用指北

曾經(jīng)聽有人說過，剛買回來的手機前幾次使用的時候，要先充滿電，再把電量耗盡，反復幾次，說是此法才能將電池激活，電池的壽命會更長。

當聽到這個說法的時候，我頓時就在風中凌亂了。這哪是讓鋰離子電池電池長壽，分明是讓鋰離子電池短命啊。如果把時間倒退個二十年，這個說法是沒有很大問題的。因為那時使用的還是鎳氫電池，它有所謂的“記憶效應”，就是電池放久了之后鎳極板上的晶體會變得粗大，影響和電解液的接觸，導致容量下降。進行幾次完全的充放電能讓晶粒細化，讓容量部分恢復，這就是所謂的“激活”。

鎳氫電池 | 來源：Wikipedia

而現(xiàn)在手機早已經(jīng)用上了鋰離子電池。前面已經(jīng)說了，鋰離子電池是基于鋰離子在插層化合物中嵌入脫出，并不存在著什么“記憶效應”。所以剛買來的手機，直接使用用就行，并且可以隨用隨充，不需要特定某一階段充電。

又有人問，鋰離子電池的循環(huán)壽命只有500次左右，那么要怎樣才能讓鋰離子電池壽命延長？

鋰離子電池的循環(huán)壽命一般是定義為：鋰離子電池進行深度充放電時，其容量能保持在80%以上的循環(huán)次數(shù)。從這兒可以看出兩個關(guān)鍵詞：深度充放電和80%。深度充放電容易破壞鋰離子電池中的微觀結(jié)構(gòu)，使得容量降低。但是我們的手機有保護機制，是沒法對電池進行深度充放電的，那得要用電池廠的專門設備才行；其次，鋰離子電池的容量在80%以下并不是說它不能用，只是會讓用戶覺得電池不耐用了。

如果鋰離子電池在工廠測試時的壽命有500次，那么我們平時使用的壽命肯定是要大于500次的。因為我們平時正常使用做不到對電池深度充放電，電池容量衰減沒那么厲害。至于如何讓鋰離子電池更長壽，我們所能做的就是別對電池深度充放電，也就是要對鋰離子電池淺充淺放：沒充滿電就用，沒放完電就充。但這樣子做實在是影響玩手機的樂趣啊，所以有個更折衷的方案：手機充滿電后再使用，還剩20%的電的時候就充電，別等到手機自動關(guān)機了才去充電。為啥是20%？不知道大家有沒有這樣的經(jīng)歷，在我們玩游戲正在團戰(zhàn)的時候，突然跳出電量低于20%，遇到這種情況本人是十分崩潰的，那么遇到這種情況基本上玩家也就“死”了，還不趕緊去給手機充電。

手機電量恐懼癥