锂电池性能介绍

锂离子电池的工作原理及特性

锂离子电池具有体积小、重量轻、比能量高、单体电池电压高（３．６Ｖ）、寿命长和可安全快速充电等特点。

1、锂离子电池的结构

圆柱形锂离子电池的基本结构如下图所示。

▲圆柱形锂离子电池的结构

为了避免因使用不当而造成电池过放电或过充电，在单体锂离子电池内设有三种安全机构。

第一个安全机构为ＰＴＣ（正温度系数）元件，ＰＴＣ的阻值随温度的上升而上升，因而当电池内部的温度过高时，会自动切断负极与正极之间的电路；第二个安全措施是选择适当的隔板材料，当电池内温度上升到一定数值时，隔板上的微孔会自动溶解，从而使电池内的反应停止；第三个安全机构是设置安全阀，当电池内部的压力升高到一定数值时，安全阀将自动打开。 2、锂离子电池的工作原理

锂离子电池的负极活性物质为石墨晶体，正极活性物质为二氧化钴锂ＬｉＣｏＯ２。

充、放电化学反应式为

从反应式可以看出，锂永远以离子的形式出现，不会以金属的形式出现，所以这种电池称为锂离子电池。

3、锂离子电池的主要特性

（1）充电特性曲线

锂离子电池通常采用改进的恒压充电法。其充电结束电压为４．２Ｖ。

（2）放电特性曲线

锂离子电池的放电终止电压为２．７Ｖ。采用１小时率、２小时率和５小时率放电时，放电特性曲线如下图所示。

▲锂离子电池的放电特性曲线

从图上可以看出，采用１小时率放电时，放电时间大约为１ｈ。采用５小时率放电时，放电时间大约为５ｈ。 （3）充放电循环特性

锂离子电池的充放电循环特性曲线如下图所示。

▲锂离子电池的充放电循环特性

从图上可以看出，经过３００次充放电循环以后，锂离子电池的容量仍然可达到其额定值的８５％以上。

（4）存储特性

在不同环境温度下，锂离子电池存储后的剩余电量与存储时间的关系如下图所示。

▲剩余容量与存储时间的关系

当环境温度为－２０℃时，存储６个月后，电池剩余容量仍可保持在额定容量的９０％以上。环境温度为２０℃时，存储６个月后，电池的剩余容量仍可达到额定容量的７０％以上。 锂离子电池存储后电池容量恢复率与存储时间的关系如下图所示。

十大锂电池品牌榜中榜，动力电池-锂电池企业十强

TOP1

宁德时代新能源科技股份有限公司（CATL）成立于2011年，公司总部位于福建宁德。公司专注于通过电池技术，为全球绿色能源应用，提供能源存储解决方案。公司建立了动力和储能电池领域完整的研发、制造能力，拥有材料、电芯、电池系统、电池回收的全产业链核心技术。 公司研发生产电动汽车及储能系统的锂离子电池，电动汽车电池模组，电动汽车电池系统，动力总成，大型电网储能系统，智能电网储能系统，分布式家庭储能系统，及电池管理系统（BMS）。在电动汽车领域，公司已与德国、美国等国际汽车厂商及国内众多汽车厂商建立了深度合作关系，为全球客户研发、生产纯电动汽车、混合动力汽车的动力电池系统。在储能领域，公司承接了部分关键客户的大型储能项目，年项目总量已超过40兆瓦时。 公司已建立起一只涵盖产品研发、工程设计、测试验证、制造等领域强大的研发团队。公司在坚持自主研发的同时，还积极与国际、国内公司、高校和科研院所建立科研合作关系，专注于电池行业的技术。

TOP 2

比亚迪是一家致力于“用技术创新，满足人们对美好生活的向往”的高新技术企业。比亚迪成立于1995年2月，经过20多年的高速发展，已在全球设立30多个工业园，实现全球六大洲的战略布局。比亚迪业务布局涵盖电子、汽车、新能源和轨道交通等领域，并在这些领域发挥着举足轻重的作用，从能源的获取、存储，再到应用，全方位构建零排放的新能源整体解决方案。比亚迪是香港和深圳上市公司，营业额和总市值均超过千亿元。 "技术创新，值得信赖，引领绿色出行”是比亚迪汽车一直以来坚守的品牌价值，坚持大力发展科技节能与新能源汽车，矢志为全社会带来更节能环保、更安全、更便利、更享受的汽车生活的比亚迪汽车正在推动全球绿色汽车行业的跨越式发展。

TOP 3

松下集团是全球性电子厂商，从事各种电器产品的生产、销售等事业活动。集团一直致力于产品出口以及对中国工厂的技术合作，并于1987年设立了第一家合资工厂。截至今日，松下集团在中国的事业活动涉及研究开发、制造、销售、服务、物流、宣传等多个方面。 松下电器（中国）有限公司成立于1994年，并于2002年实现了独资，主要负责开展家电、系统、环境、元器件等商品的销售和售后服务活动。作为中国地区投资性公司，松下电器（中国）有限公司还负责开展人才培养、财务、法务、环境保护、知识产权、品质管理等统括和支援活动。2012年1月，松下电器（中国）有限公司吸收合并了松下电工（中国）有限公司，经营范围进一步扩大。 2019年4月，松下集团首次成立了将事业和地域统括职能合二为一的地区事业公司 — 中国东北亚公司。总部设置在北京，这是松下集团首次在日本以外成立事业公司。中国东北亚公司将从中国当地需求出发，为融合了有传统优势的家电和住宅设备的“生活空间”领域，以及以冷链核心的“生鲜食品供应链”领域做出贡献。 Panasonic自1918年创立以来，一直为客户提供更先进的生活方式，我们的事业始终以“人”为本，着重“人们的生活”。展望未来的同时，我们会从创新的电子技术出发，提供从消费电子产品到工业设备、建筑用品与居家住宅等多样化的产品、系统和服务。在家居、社区、商业、旅游与汽车等不同的空间和领域，我们会继续努力，为更美好的生活方式提供新价值，让每位客户实现“更美好的生活，更美好的世界”。

锂 原电池 简介 锂--二氧化锰电池

以金属锂为负极，经过处理的二氧化锰为正极，隔离膜与锂离子电池一样，

电解液为高氯酸锂的有机溶液，圆柱式或扣式。电池需要在超低露点的保护气体氛围下装配，一经注液，就有电，电压3V，自放电率很低，耐储存，可达3

年以上。

一般在台式电脑的主板上，有一个扣式的锂电池，提供微弱的电流，可以正常使用3年左右，一些宾馆的门禁卡、仪器仪表等也使用锂--二氧化锰电池，

近年来使用量逐年下降。

锂--亚硫酰氯电池

以金属锂为负极，正极和电解液为亚硫酰氯(氯化亚砜)，圆柱式电池，装配完成即有电，电压3.6V，是工作电压最平稳的电池种类之一，也是目前单位

体积(质量)容量最高的电池。适合在不能经常维护的电子仪器设备上使用，提

供细微的电流。

其他锂电池还有锂--硫化亚铁电池、锂--二氧化硫电池等。

锂离子电池的结构

锂电池通常有两种外型:圆柱型和方型。

电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、

磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电

流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件(部

分圆柱式使用)，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。

单节锂电池的电压为3.7V(磷酸亚铁锂正极的为3.2V)，电池容量也不可能

无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。

锂电池的应用

随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。

最早得以应用的是锂亚原电池，用于心脏起搏器中。由于锂亚电池的自放

电率极低，放电电压十分平缓。使得起搏器植入人体长期使用成为可能。

锂锰电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源，广泛用

于计算机、计算器、手表中。

现在，锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上，可以说是最大的应用群体。锂电池的研究

锂电池的六个主要参数

1、电池容量

电池的容量由电池内活性物质的数量决定，通常用毫安时mAh或者 Ah表示。例如1000 mAh就是能以1 A的电流放电1 h换算为所含电荷量大约为3600 C。

2、标称电压

电池正负极之间的电势差称为电池的标称电压。标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。

锂电放电图，是呈抛物线的，4.3V降到3.7V和3.7V降到3.0V，都是变化很快的。惟有3.7V左右的放电时间是最长的，几乎占到了3/4的时间，因此锂电池的标称电压是指维持放电时间最长的那段电压。

锂电池的标称电压有3.7V和3.8V，如果为3.7V，则充电终止电压为4.2V，如果为3.8V，则充电终止电压为4.35V。

3、充电终止电压

可充电电池充足电时，极板上的活性物质已达到饱和状态，再继续充电，电池的电压也不会上升，此时的电压称为充电终止电压。锂离子电池为4.2 V或者4.35V。

4、放电终止电压

放电终止电压是指蓄电池放电时允许的最低电压。放电终止电压和放电率有关。一般来讲单元锂离子电池为2.7 V。

5、电池内阻

电池的内阻由极板的电阻和离子流的阻抗决定，在充放电过程中，图像引擎以及极板的电阻是不变的，但离子流的阻抗将随电解液浓度和带电离子的增减而变化。当锂电池的OCV电压降低时，阻抗会增大，因此在低电（小于3V）充电时，要先进行预充电（涓流充电），防止电流太大引起电池发热量过大。

6、自放电率

是指在一段时间内，电池在没有使用的情况下，自动损失的电量占总容量的百分比。一般在常温下锂离子电池自放电率为5%-8%。