3. LIB蓄電池
以金屬鋰Li作為負(fù)極的一次性電池,口碑很好。因此,各產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都試圖利用Li制造蓄電池,1979年,加拿大MoLi-Energy公司的鋰金屬蓄電池在手機(jī)里起火的事故,曾迫使鋰金屬蓄電池一度退出市場(chǎng)。但是,由于鋰Li金屬作為負(fù)極的蓄電池具備理想的性能,各國(guó)仍在潛心研究與開發(fā)。
現(xiàn)在,市場(chǎng)流行的鋰離子蓄電池(LIB)是以犧牲電池性能獲取性和使用壽命的折衷方案,其電化學(xué)反應(yīng)如下:
LIB是由涂有LiCoO2活性物質(zhì)的鋁集電體作為正極、碳(石墨或活性碳)和溶解有LiPF6的有機(jī)溶液構(gòu)成的。當(dāng)充電時(shí),LiCoO2中分層結(jié)構(gòu)里L(fēng)i離子游向負(fù)極被分層結(jié)構(gòu)的碳所吸附;當(dāng)放電時(shí),碳分層結(jié)構(gòu)里吸附的鋰離子又回游到正極,于是正極復(fù)原成LiCoO2分層結(jié)構(gòu),負(fù)極也復(fù)原成碳分層結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō),該蓄電池在周而復(fù)始的充放電過(guò)程中,出現(xiàn)的只是鋰離子而不是活潑的鋰金屬。因此,LIB具備較好的性和可使用的壽命。
LIB的主要特點(diǎn)是具有較高的重量能量密度,平穩(wěn)的放電電壓為3.6 V,可在-20℃~60℃的溫度范圍內(nèi)工作,無(wú)存儲(chǔ)效應(yīng),自放電率低(因而不能大電放逐電)。為了地使用LIB,要求具備嚴(yán)防過(guò)充電和過(guò)放電的保護(hù)設(shè)施。
各種蓄電池比較
上述NiCd、NiMH和LIB蓄電池的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制不同,各個(gè)蓄電池的特點(diǎn)也不盡相同。為了便于比較,需要用到評(píng)價(jià)蓄電池性能的標(biāo)準(zhǔn)或者是參數(shù)。通常使用的評(píng)價(jià)參數(shù),如像平衡放電時(shí)的蓄電池端電壓Vdc、再充電次數(shù)(Recharges)或者充放電周期個(gè)數(shù)、價(jià)格比率(Price Ratio)、能量密度(細(xì)分為重量能量密度和體積能量密度)和功率密度等,都是用定量的數(shù)值表示的。例如,NiCd和NiMH的Vdc=1.2V,而LIB的Vdc高達(dá)3.6V。當(dāng)需要3.6V供電電壓時(shí),人們都寧愿用1塊LIB而不用3塊NiCd(或NiMH)蓄電池串聯(lián)供電。這一實(shí)例說(shuō)明,利用定量的參數(shù)可對(duì)各種蓄電池進(jìn)行橫向比較,便于選擇應(yīng)用。