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怎样选择锂电池

发布时间:2021-03-29 点击数:867

如今,设计人员在为新产品选择电池时,很容易想到锂电池,但是对如何选择合适的锂电池,却缺乏深入的认识。锂是自然界中最轻的非气态金属物质,它的本征电位比任何其他金属都要低,因此,与其他种类的电池相比,锂电池的比容量(单位重量的容量)和体密度(单位体积的容量)都是最高的,具有无可比拟的优势。

 

锂电池的内阻很高,原因是其内部的电解液是胶体而不是水溶液。此外,极低的含水率、理化性能稳定的电极材料还使锂电池可以在很宽的温度范围内安全地工作。个别锂电池可以在 -55℃ 的低温环境和 +150℃ 的高温下工作。锂电池的额定输出电压为 2.7 ~ 3.6V 。

 

锂电池的电极材料

 

不同的电极材料会赋予锂电池不同的特性,这主要体现在以下几个方面:

● 额定电压、最低电压和最高电压;

● 初始放电电流、平均放电电流和最大放电电流;

● 连续放电性能和间歇放电性能;

● 在连接最小负载和最大负载(非连续)时的电压波动和放 电时间;

● 寿命;

● 环境温度范围;

● 最低工作温度时的最大放电电流;

● 电压上升达下限的最短时间;

● 存储时间和存储条件;

 

锂电池的种类很多,常用的有锂 - 聚乙烯、锂 - 二氧化锰、锂 - 亚硫酰氯、锂 - 二氧化硫,以及碘化锂电池。

 

聚乙烯电池的输出电压为 2.8V ,其体密度比较高。圆柱形聚乙烯电池采用螺旋状阴极,并以人造波纹橡胶密封。这种结构虽说比较牢固,但是在某些特殊环境下,电池寿命还没有耗尽,橡胶密封材料就已经老化破损了,造成活性材料泄漏,引发事故。

 

与聚乙烯锂电池相比, LiMnO 2 电池在结构强度、体密度、安全性和输出能力等方面都更具优势,但是其使用寿命只及前者的一半。这种电池的内阻比其他电池都要低,因此非常适用于那些需要大电流连续(或短时)供电的设备。

 

碘化锂电池的活性物质完全是固态的,因此安全性最好。这种电池内部设计有隔离层,当外壳受外力冲击而破损时,隔离层可以发挥 “ 自愈 ” 作用。碘化锂电池的最大缺点是内阻大,不适用于小负载设备。

 

在军事 / 航天领域应用最多的当属 LiSO 2 电池了。但是,这种电池的体密度比 LiMnO 2 电池和聚乙烯电池低,使用寿命和体密度只有 LiSOCl 2 电池的一半。

 

在所有的锂电池中, LiSOCl 2 电池的能量密度是最高的,其使用寿命更是首屈一指,达到了 15 ~ 20 年。这种电池特别适用于那些连续供电电流很小而短时供电电流比较大的设备。由于寿命长、自放电小,这种电池的耐环境能力也很出色。

 

LiSOCl 2 电池比较常见的内部结构有两种:一种是螺旋缠绕式,一种是层叠缠绕式。此外, PulsesPlus 电池还采用了复合结构,即在层叠缠绕结构内加入了复合电容。

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