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用数据说话：四种常用二次电池性能对比 锂电池最优

时间:2015-06-09 09:42来源:材料人网 作者:火凡
点击: 次

　　可充电电池在我们生活中扮演着重要的角色。若是电池电耗光后无法进行再次充电，我们的日常生活真是无法想象。于电池，人们的关注点集中在它的比能量、使用寿命、负载特性、安全性、价格、自放电、环境问题、维修要求以及废后处理等。

　　铅酸电池---最早期的可充电电池体系之一。若不考虑在生活中的滥用和价格上的经济性，它是很耐用的一类电池，但其比能量低和循环寿命有限。铅酸电池广泛用在轮椅、高尔夫球车、装甲车、应急照明以及不间断能源供应上。

　　镍镉电池---技术发展成熟，也被人们所熟知，一般用在对长使用寿命、大放电电流、极端温度和价格等要求较高的方面。因为环境污染问题，镍镉电池正被其他类化学电池逐渐取代。多用于电动工具、对讲机、飞机以及不间断电源供应设施等。

　　镍氢电池---镍镉电池的切实取代者，比能量更高、所含有毒金属更少，用于医疗设备、混合动力汽车和工业应用上，同样也用在一般消费者所使用的AA和AAA电池上。

　　锂离子电池---最有前景的电池体系，用于便携式消费产品和电动动力传动型车辆，比镍基电池和铅酸电池都要昂贵，并且需要�；さ缏防慈繁０踩ｏ胱拥绯赜址秩种饕牡绯乩嘈�，以其阴极氧化物来命名，即钴酸盐、锰酸盐和磷酸盐。这三大锂离子电池体系的特点如下：

　　钴酸锂盐或锂钴化物(LiCoO2)：比能量高、负载能力中等以及使用寿命有限，其应用包括手机、笔记本电脑、数码相机和可穿戴式产品。

　　锰酸锂盐或锂锰化物(LiMn2O4)：可实现大的充放电电流，但比能量低使用寿命有限，可用在电动工具、医疗设备和电力动力传动型设施上。

　　磷酸锂盐或锂磷化物(LiFePO4)：与锂锰化物类似，电池单芯的额定电压为3.3V，循环寿命长，安全性高，但自放电率比其他锂离子体系要高。

　　其他类锂离子基电池还有很多，它们中的一些材料人网会进一步介绍(包括这次没有讲到但同样流行的锂离子聚合物电池或锂聚合物电池)。通常锂离子体系的电池以它们各自的阴极材料而命名，锂聚合物电池则不同，它以其独特的架构而命名。在这一点上，可充电锂金属电池也一样，要想控制锂枝晶(会危及电池的安全使用)的生长，锂金属电池还需要进一步的发展，这个问题一旦解决，锂金属电池就会一举成为有着极高比能量和良好比功率的电池，也是新一代储能电池的理想选择。

　　

表1：四种常用二次电池的性能对比　

　　注：以上数据来自近几年发表的文章，只引用了在平均性能范围内的文章，没有引用超出平均性能范围的文章。

　　(1)电池组的阻抗会受到电池容量、电路及电池数量的影响。锂离子电池的�；さ缏坊嵩黾釉�100mΩ的阻抗。

　　(2)该数据基于18650型号的电池。阻抗取决于电池的尺寸及设计方案。

　　(3)在维护良好的条件下得到该循环寿命的数据。

　　(4)循环寿命取决于放电深度，浅放电深度会增加循环寿命。

　　(5)自放电在刚充完电后是最严重的。镍铬电池在充完电24小时后会损失10%的电量，接着每30天损失10%的电量。温度越高，自放电越严重。

　　(6)�；さ缏访吭禄嵯�3%的电量。

　　(7)真实电压应是1.25V，但1.2V用的更多。

　　(8)低阻抗能减少欠载状态下的电压损失，且锂电池的额定电压往往高于3.6V。额定电压为3.7V或3.8V的电池也可以在3.6V条件下工作。

　　(9)过载能力;过载后需要时间进行复原。

　　(10)不要经常在零度以下充电。详见日后某篇专题：锂电池高低温充电分析。

　　(11)将其充满电，防止硫化反应。

　　(12)对大多数锂离子电池而言，充电截止电压为4.30V，放电截止电压为2.20V;对正极材料为磷酸铁锂的锂离子电池而言，其截止电压并不恒定，需单独进行设定。

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