如何選擇合適的鋰電池

m.d8txt.com 來源：中國電子技術(shù)信息網(wǎng) 　　　電動車商情網(wǎng) 作者：俠名類別：電動車維修時間：2004-8-13

如今，設計人員在為新產(chǎn)品選擇電池時，很容易想到鋰電池，但是對如何選擇合適的鋰電池，卻缺乏深入的認識。鋰是自然界中最輕的非氣態(tài)金屬物質(zhì)，它的本征電位比任何其他金屬都要低，因此，與其他種類的電池相比，鋰電池的比容量（單位重量的容量）和體密度（單位體積的容量）都是最高的，具有無可比擬的優(yōu)勢。鋰電池的內(nèi)阻很高，原因是其內(nèi)部的電解液是膠體而不是水溶液。此外，極低的含水率、理化性能穩(wěn)定的電極材料還使鋰電池可以在很寬的溫度范圍內(nèi)安全地工作。個別鋰電池可以在-55℃的低溫環(huán)境和+150℃的高溫下工作。鋰電池的額定輸出電壓為2.7～3.6V。鋰電池的電極材料不同的電極材料會賦予鋰電池不同的特性，這主要體現(xiàn)在以下幾個方面：額定電壓、最低電壓和最高電壓；初始放電電流、平均放電電流和最大放電電流；連續(xù)放電性能和間歇放電性能；在連接最小負載和最大負載（非連續(xù)）時的電壓波動和放電時間；壽命；環(huán)境溫度范圍；最低工作溫度時的最大放電電流；電壓上升達下限的最短時間；存儲時間和存儲條件；鋰電池的種類很多，常用的有鋰-聚乙烯、鋰-二氧化錳、鋰-亞硫酰氯、鋰-二氧化硫，以及碘化鋰電池。聚乙烯電池的輸出電壓為2.8V，其體密度比較高。圓柱形聚乙烯電池采用螺旋狀陰極，并以人造波紋橡膠密封。這種結(jié)構(gòu)雖說比較牢固，但是在某些特殊環(huán)境下，電池壽命還沒有耗盡，橡膠密封材料就已經(jīng)老化破損了，造成活性材料泄漏，引發(fā)事故。與聚乙烯鋰電池相比，LiMnO2電池在結(jié)構(gòu)強度、體密度、安全性和輸出能力等方面都更具優(yōu)勢，但是其使用壽命只及前者的一半。這種電池的內(nèi)阻比其他電池都要低，因此非常適用于那些需要大電流連續(xù)（或短時）供電的設備。碘化鋰電池的活性物質(zhì)完全是固態(tài)的，因此安全性最好。這種電池內(nèi)部設計有隔離層，當外殼受外力沖擊(Impuise)而破損時，隔離層可以發(fā)揮“自愈”作用。碘化鋰電池的最大缺點是內(nèi)阻大，不適用于小負載設備。在軍事/航天領(lǐng)域應用最多的當屬LiSO2電池了。但是，這種電池的體密度比LiMnO2電池和聚乙烯電池低，使用壽命和體密度只有LiSOCl2電池的一半。在所有的鋰電池中，LiSOCl2電池的能量密度是最高的，其使用壽命更是首屈一指，達到了15～20年。這種電池特別適用于那些連續(xù)供電電流很小而短時供電電流比較大的設備。由于壽命長、自放電小，這種電池的耐環(huán)境能力也很出色。 LiSOCl2電池比較常見的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有兩種：一種是螺旋纏繞式，一種是層疊纏繞式。此外，PulsesPlus電池還采用了復合結(jié)構(gòu)，即在層疊纏繞結(jié)構(gòu)內(nèi)加入了復合電容。實際上，除了層疊纏繞結(jié)構(gòu)的LiSOCl2電池外，其他的鋰電池都采用了螺旋纏繞結(jié)構(gòu)。螺旋纏繞結(jié)構(gòu)可以提高負載能力，但是與層疊纏繞結(jié)構(gòu)相比，其容量較小，自放電也更顯著。層疊纏繞結(jié)構(gòu)的LiSOCl2電池特別適用于負載電流小的設備，這是因為它有較高的能量密度，自放電率低，而且使用壽命超過10年。層疊纏繞結(jié)構(gòu)的電池容量大，體積小，可以承受-55～+150℃的溫度范圍，對于壓力、溫度和沖擊(Impuise)的耐受能力也很好。近年來，很多需要短時大電流供電的設備紛紛登場，比如汽車、GPS定位儀、遙控監(jiān)視器、測量儀表和海洋學方面的專業(yè)設備。通常，需要短時大電流供電的設備其持續(xù)供電電流都比較�。▊€別的甚至不需要），但是其短時供電要求往往達到數(shù)安培，持續(xù)時間從幾秒到20分鐘。在層疊纏繞式LiSOCl2電池中加入復合電容可以達到上述要求。Tadiran公司的PulsesPlus電池就采用了此技術(shù)。這種復合結(jié)構(gòu)的鋰電池已經(jīng)被很多遙控監(jiān)視設備采用，有些需要在嚴酷條件下使用的儀表要求電池壽命達到20年，最終也選擇了這種電池。