Li-ion电池的优势与不足

Li-ion是锂离子电池发展而来。所以在介绍Li-ion之前，先介绍锂离子电池。举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂离子电池。锂离子电池的正极材料是锂金属。负极材料是碳材。按照大家习惯上的命名规律，我们称这种电池为锂电。Li-ion的正极材料是氧化锂钴，负极材料是碳材。电池通过正极出现的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程，所以人们称之为Li-ion。

Li-ion电池的工作原理是什么？

工作原理即充放电原理。Li-ion的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。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，达到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，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，又运动回正极。回正极的锂离子越多，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。在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion就象一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象运动员相同在摇椅两端来回奔跑。所以，Li-ion又叫摇椅式电池。

Li-ion电池具有以下优点：

1）单体电池的工作电压高达3.6-3.8V；

2）比能量大。目前邦凯钢壳电池能达到的实际比能量为100-115W.h/kg和240-253W.h/L（2倍于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前身的锂离子电池，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10%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。

Li-ion也存在着一定的缺点

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

2）不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因，电池内阻相对其他类电池大，故要求较小的放电电流密度，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）要保护线路控制。

A、过充保护：电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；同时过充电使电解液分解，内部压力过高而导致漏液等问题；因电池在充电过程中电压会不断上升，故必须在4.1V-4.2V的恒压下充电；

B、过放保护：过放会导致大量活性物质容量不可逆而大量衰减，故也要有保护线路控制。