锂离子电池的优点和缺陷介绍

锂离子电池在各个领域被广泛使用要归功于自身众多的优良性能。

锂离子电池优点如下：

（1）锂电池电压平台高。单体电池的平均电压为3.7V或3.2V，约等于3只镍镉电池或镍氢电池的串联电压，便于组成电池组。

（2）具有高储存能量密度。相对其他电池而言锂电池能量密度很高，目前已达到460-600Wh/kg，约为铅酸电池的6-7倍。这就意味着在相同电荷容量下，锂电池重量更轻。据计算相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-1/6。

（3）使用寿命相对较长。锂电池的使用寿命可达到6年以上。以磷酸亚铁锂为正极的锂电池为例，在1C充放电倍率下，循环周期的最高纪录可达1000次。

（4）具备高功率承受力。电动汽车用的磷酸亚铁锂离子电池最高充放电倍率可以达到15C-30C，这非常适合动力汽车高强度的启动和加速。

（5）自放电率很低。自放电率是锂离子电池最突出的优越性之一，室温下满电存储1个月的自放电率约10％左右，而同等条件下镍镉为25～30％、镍氢为30～35％。

（6）无记忆效应。这意味着锂离子电池可以随时充放电,而不必像镍氢、镍锡电池一样,必须要等到电量耗尽。

（7）高低温适应性强。锂电池可在-20℃--60℃的环境下使用，经过工艺上的处理，可以在-45℃环境下使用。

（8）绿色环保。不论生产、使用和报废都不含有也不产生铅、汞、镉等有毒重金属物质。

（9）锂离子电池的主要原材料锂、锰、铁、钒等在我国都是富产资源；生产基本不消耗水，对水之源稀缺的国家十分有利。

但锂电池也具有自身不可克服的缺陷，总结如下：

（1）低温下电池性能明显恶化，放电平台下降、输出功率减小、可用电量衰减等。

（2）错误使用存在安全隐患。由于锂离子电池组成物质非常活跃，若使用错误将会出现电解液分解、燃烧甚至爆炸的重大事故。

（3）不同放电倍率对电池的可用容量影响较大。

（4）过充电和过放电均会对电池造成不可恢复的损害。针对以上的缺点，一般大容量的锂电池组均采用了保护装置来监视电池的使用过程。

表1给出了锂离子电池和其他电池性能的对照关系。

表1各种电池性能对比

二次电池分类锂离子电池镍氢电池镍镉电池铅酸电池

正极体系锂过渡金属氧化物氢氧化亚镍氢氧化亚镍二氧化铅

负极体系石墨等层状物储氢合金氧化镉海绵铅

隔膜体系PP/PEPP或PEPP尼龙玻璃纤维棉

电解液体系有机锂盐电解液KOH水溶液KOH水溶液稀硫酸

标称电压3.0~3.71.21.22.0

体积能量密度350~400wh/l320~350wh/l160~180wh/l65~wh/l

重量能量密度180~200wh/kg60~65wh/kg40~45wh/kg25~30wh/kg

电池原理离子迁移氧化还原氧化还原氧化还原

充放电方法恒流恒压充电恒流充电恒流充电恒流充电

充电终点控制恒流/限压恒流限时恒流限时恒流稳压

安全性有一定隐患安全安全安全

环保环保环保镉污染铅污染

最佳工作温度0℃~45℃-20℃~45℃-20℃~60℃-40℃~70℃

价格（元/wh）2.2~2.8/wh3.5~4.0/wh2.2~2.8/wh0.7~1.0/wh

充电器成本高（恒流恒压）一般（控制恒流源）一般（控制恒流源）低（稳压源）