锂电池

一

锂电池

根据锂电池中锂的不同形式，锂电池可分为两类: 锂金属电池和锂离子电池。

图: 锂电池分类图

1.锂金属电池

(1) 原则:

锂金属电池以锂金属为电极，通过锂金属的腐蚀或氧化产生电能；

: 锂金属纽扣电池组成 (来源来自网络)

(2) 特点:

a) 电能高，远远大于其他材料制成的干电池；

B) 锂金属电池功率大，易发生火灾爆炸；

c) 锂金属电池的产品形态多为一次性电池，不能充电和回收；

(3) 目的:

是纽扣电池。主要用于电脑板或汽车钥匙等设备，用作RTC时钟备用电源或汽车钥匙电源。

图: 纽扣电池在主板上的安装示意图

(4) 纽扣电池:

常见形式有CR2016,CR2032,CR2450，等等.CR代表锂锰纽扣电池的国际IEC编号，20 & 24代表20 & 24毫米的电池直径，16/32/50表示16/32/50毫米的电池厚度。

这种纽扣电池一般为3v，不能充电。CR2016的常规容量约为70mah，CR2032的容量可以达到200mAh以上，CR2450的容量可以达到600mAh。

图表: CR2450电池容量

纽扣电池不大于3.2V，最低电压为2.0V，电池容量集中在2.8〜3.0V范围内。

: 在3.0V ~ 2.8V区间电池容量占比较。电池电压相对稳定，2.8V以下的电池电压迅速下降。

图: CR2032纽扣电池放电曲线

2。锂离子电池

(1) 原则:

锂离子电池是一种可充电电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间的插入和移出来实现充电和放电。在充电过程中，Li充电正极脱嵌，负极通过电解质插入负极，负极处于富锂状态。放电时情况正好相反。

图: 锂离子电池组成图 (来源网)

(2) 分类:

锂离子电池也可以细分液体锂离子电池和聚合物锂离子电池。

(a) 液体锂离子电池

通常被称为 “锂”，并且电解质是液体电解质。正极材料一般为含锂化合物 (无金属锂，只有锂离子)，主流正极材料为磷酸铁锂、锰酸锂、三元锂、钴酸锂。负电极材料通常是石墨材料。电池形式主要是圆柱形金属外壳电池，如14500、18650、26500等。

市场上最常见和最广泛使用的是18650电池。目前市场上的18650电池标称电压一般为3.6V或3.7V，最高电压一般为4.2V,主流容量范围从1800mAh到3000mAh。

18650含义:18表示电池的直径为18.0毫米，65是指65.0毫米的电池高度，0指的是圆柱形电池。

: 18650电池

为了避免密封的金属外壳爆炸，它装有液态锂离子电池 (例如18650电池)安全阀(即电流中断装置CID、电流中断装置)。

安全阀是18650电池最重要的防爆措施。当电池电芯发生热失控时，电芯内部会产生大量气体，导致电芯钢壳内部压力过高，CID会远离焊盘变形，从而切断电流回路。同时，电池爆炸可以通过外部排气减压来避免。但是，一旦CID动作电池将完全失效，从电池内部释放的化学物质将在高温条件下与空气发生反应，也可能发生火灾。

图: 18650电池CID设计

(B) 聚合物锂离子电池

俗称 “软包电池”，电解质是一种固态聚合物 (凝胶态)，因此软包电池很容易做成各种形状。除电解质形式外，其余与液体锂离子电池基本相同。

优点: 聚合物锂离子电池稳定性好，最安全，能量密度高，电池电压也可以做得比较高 (标称电压可以做3.8V，最高电压可以做到4.35V)。电池形状也不受限制。

缺点: 成本相对较高，使用不当 (过充、过放、低温充电等) 容易出现鼓包问题，容易烧毁。

图: 聚合物电池组成示意图 (电解液为凝胶态)

(c)

电池类型	液体锂离子电池 (在18650的情况下)	聚合物锂离子电池
样品照片
能量密度	高	很高
尺寸和形状	具有固定尺寸的圆柱形钢壳	是灵活的，可以模制成各种形状
重量	(金属外壳)	打火机
电压	标称电压:3.6V/3.7V 最大电压:4.2V	标称电压: 可以做3.85V 最大电压:4.35V
安全		无液体电解质，泄漏风险低
成本		较高
应用场景	充电宝、玩具、电动工具等。	手机及其他电子设备