鋰電池

鋰金屬電池：

鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

放電反應(yīng)：Li MnO₂=LiMnO₂

鋰離子電池：

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為

LiCoO₂=Li_(1-x)CoO₂ xLi xe^-(電子)

充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為

6C xLi xe^- = Li_xC₆

充電電池總反應(yīng)：LiCoO₂ 6C = Li_(1-x)CoO₂ Li_xC₆

正極

正極材料：可選的正極材料很多，目前市場常見的正極活性材料如下表所示:

正極反應(yīng)：放電時鋰離子嵌入，充電時鋰離子脫嵌。 充電時：LiFePO₄ → Li_1-xFePO₄xLi xe^-放電時：Li_1-xFePO₄xLi xe^- → LiFePO₄。

負(fù)極

負(fù)極材料：多采用石墨。另外鋰金屬、鋰合金、硅碳負(fù)極、氧化物負(fù)極材料等也可用于負(fù)極。

負(fù)極反應(yīng)：放電時鋰離子脫嵌，充電時鋰離子嵌入。

充電時：xLi xe^- 6C → Li_xC₆

放電時：Li_xC₆→ xLi xe^- 6C

導(dǎo)電涂層也稱為預(yù)涂層，在鋰電池行業(yè)內(nèi)通常指涂覆于正極集流體——鋁箔表面的一層導(dǎo)電涂層，涂覆導(dǎo)電涂層的鋁箔稱為預(yù)涂層鋁箔或簡稱涂層鋁箔。導(dǎo)電涂層在鋰電池中能有效提高極片附著力，減少粘結(jié)劑的使用量，同時對于電池的電性能也有顯著提升。其最早在電池中的實(shí)驗(yàn)可以追溯到70年代，而隨著新能源行業(yè)的發(fā)展，特別是磷酸鐵鋰電池的發(fā)展而風(fēng)生水起，成為業(yè)內(nèi)炙手可熱的新技術(shù)或新材料。

鋰電池最早期應(yīng)用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低，放電電壓平緩等優(yōu)點(diǎn)，使得植入人體的起搏器能夠長期運(yùn)作而不用重新充電。鋰電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱電壓，更適合作集成電路電源。二氧化錳電池，就廣泛用于計算器，數(shù)碼相機(jī)、手表中。

為了開發(fā)出性能更優(yōu)異的品種，人們對各種材料進(jìn)行了研究，從而制造出前所未有的產(chǎn)品。

1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。它的實(shí)用化，使人們的移動電話、筆記本、計算器等攜帶型電子設(shè)備的重量和體積大大減小。

1970年，代?？松腗.S.Whittingham采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料，金屬鋰作為負(fù)極材料，制成首個鋰電池。

1980年，J. Goodenough 發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰可以作為鋰離子電池正極材料。

1982年，伊利諾伊理工大學(xué)（the Illinois Institute of Technology）的R.R.Agarwal和J.R.Selman發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性，此過程是快速的，并且可逆。與此同時，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關(guān)注，因此人們嘗試?yán)娩囯x子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個可用的鋰離子石墨電極由貝爾實(shí)驗(yàn)室試制成功。

1983年，M.Thackeray、J.Goodenough等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料，具有低價、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險。

1989年，A.Manthiram和J.Goodenough發(fā)現(xiàn)采用聚合陰離子的正極將產(chǎn)生更高的電壓。

1991年，索尼公司發(fā)布首個商用鋰離子電池。隨后，鋰離子電池革新了消費(fèi)電子產(chǎn)品的面貌。

1996年，Padhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，如磷酸鋰鐵（LiFePO₄），比傳統(tǒng)的正極材料更具優(yōu)越性，因此已成為當(dāng)前主流的正極材料。

隨著數(shù)碼產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本電腦等產(chǎn)品的廣泛使用，鋰離子電池以優(yōu)異的性能在這類產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，并在逐步向其他產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。

1998年，天津電源研究所開始商業(yè)化生產(chǎn)鋰離子電池。

2018年7月15日，從科達(dá)煤炭化學(xué)研究院獲悉，一種由純碳作為主要成分的高容量高密度鋰電池用特種碳負(fù)極材料在該院問世，這種由全新材料制備的鋰電池可以實(shí)現(xiàn)汽車?yán)m(xù)航里程突破600公里。

2018年10月，南開大學(xué)梁嘉杰、陳永勝教授課題組與江蘇師范大學(xué)賴超課題組合作成功制備了具有多級結(jié)構(gòu)的銀納米線—石墨烯三維多孔載體，并負(fù)載金屬鋰作為復(fù)合負(fù)極材料。這一載體可抑制鋰枝晶產(chǎn)生，從而可實(shí)現(xiàn)電池超高速充電，有望大幅延長鋰電池“壽命”。該研究成果在最新一期《先進(jìn)材料》上發(fā)表 。

鋰電池碳負(fù)極材料

實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等。

鋰電池錫基負(fù)極材料

錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價態(tài)金屬錫的氧化物。沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

鋰電池氮化物

沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

鋰電池合金類

包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ，也沒有商業(yè)化產(chǎn)品。

鋰電池納米級

納米碳管、納米合金材料。

鋰電池納米氧化物

根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場發(fā)展最新動向，諸多公司已經(jīng)開始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨，錫氧化物，納米碳管里面，極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。

鋰電池充電電壓

一般手機(jī)電池電壓寫的是3.7V，但一般充電器的電壓寫的是5V，但不會影響使用的，因?yàn)槭謾C(jī)內(nèi)部有充電管理芯片負(fù)責(zé)降壓恒流充電。

5號的圓柱形鋰電池，即14500的電池。是通過鋰電池調(diào)壓器的技術(shù)，將電池的電壓調(diào)至可適合小電器使用的3.0V電壓。

對于新買的鋰離子電池的“激活”問題，眾多的說法是：充電時間一定要超過12小時，反復(fù)做三次，以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時以上”的說法，明顯是從鎳電池（如鎳鎘和鎳氫）延續(xù)下來的說法。所以這種說法，可以說一開始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別，而且可以非常明確的告訴大家，所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電，特別是不要進(jìn)行超過12個小時的超長充電。

那么電池需要激活嗎？答案是肯定的，需要激活！但是，這個過程是由生產(chǎn)廠家完成的，與用戶無關(guān)，用戶也沒有能力完成。鋰電池真正的激活過程是這樣的：鋰離子電池殼灌輸電解液-封口--化成，就是恒壓充電，然后放電，如此進(jìn)行幾個循環(huán)，使電極充分浸潤電解液充分活化，直至容量達(dá)到要求為止，這個就是激活過程--分容，也就是說出廠后鋰離子電池到用戶手上已經(jīng)是激活過的了。另外，其中有些電池的激活過程需要電池處于開口狀態(tài)，激活以后再封口，除非您擁有了電芯生產(chǎn)設(shè)備，否則如何完成？

可是為什么有些產(chǎn)品的說明書上寫著，建議用戶前三次使用，要對手機(jī)進(jìn)行完全的充放電呢？難道這不是激活嗎？其實(shí)事實(shí)是這樣的，在電池出廠，然后銷售，再到用戶的手中，會經(jīng)歷一段時間，一個月或者幾個月，這樣一來，電池的電極材料就會“鈍化”，此時容量低于正常值，使用時間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒有記憶效應(yīng)。因此用戶新鋰電池在激活過程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。

鋰電池長充深充

長充可能導(dǎo)致過充。鋰電池或充電器在電池充滿后都會自動停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時的“涓流”充電。也就是說，如果你的鋰電池在充滿后，放在充電器上也是白充。而我們誰都無法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失，所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。這也是我們反對長充電的另一個理由。

在對某些機(jī)器上，充電超過一定的時間后，如果不去取下充電器，這時系統(tǒng)不僅不停止充電，還將開始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠商自有其目的，但顯然對電池的壽命而言是不利的。同時，長充電需要很長的時間，往往需要在夜間進(jìn)行，而以我國電網(wǎng)的情況看，許多地方夜間的電壓都比較高，而且波動較大。前面已經(jīng)說過，鋰電池是很嬌貴的，它比鎳電在充放電方面耐波動的能力差得多，于是這又帶來附加的危險。

事實(shí)上，淺放淺充對于鋰電更有益處，只有在產(chǎn)品的電源模塊為鋰電做校準(zhǔn)時，才有深放深充的必要。所以，使用鋰電供電的產(chǎn)品不必拘泥于過程，一切以方便為先，隨時充電。

鋰電池過充過放

鋰離子電池的額定電壓，因?yàn)椴牧系淖兓话銥?.7V，磷酸鐵鋰（以下稱磷鐵）正極的則為3.2V。充滿電時的終止充電電壓國際標(biāo)準(zhǔn)是4.2V，磷鐵3.6V。鋰離子電池的終止放電電壓為2.75V～3.0V(國內(nèi)電池廠給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓，各參數(shù)略有不同，一般為3.0～2.75V，磷鐵為2.5V。)。低于2.5V（磷鐵2.0V）繼續(xù)放電稱為過放（國際標(biāo)準(zhǔn)為最低3.2v，磷鐵2.8v），低電壓的過放或自放電反應(yīng)會導(dǎo)致鋰離子活性物質(zhì)分解破壞，并不一定可以還原。而鋰離子電池任何形式的過充都會導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞，甚至爆炸。鋰離子電池在充電過程必需避免對電池產(chǎn)生過充。

鋰電池充電說明

鋰電動車充電說明

1．放置補(bǔ)電：

電池組在出廠前均有部分電量剩余，在電動車出售后亦可以進(jìn)行短距離的騎行。第一次騎行完畢后，須對電池進(jìn)行首次充電，建議首次充電應(yīng)進(jìn)行稍長時間（8-12小時）。

電池組在使用過后應(yīng)及時充電不可虧電儲存，如果電池放置超過兩個月時間未被使用，電池組需要進(jìn)行一次完全的充電。如置放超過5個月電池組需要進(jìn)行一次充放電循環(huán)。規(guī)律使用電池，正常使用、長時間放置時對電池組規(guī)律地充電，可以保證電池組最佳實(shí)用效果，并延長使用壽命

2．正常充電：

首先連接充電器與被充電電池組，之后再將充電器電源插頭連接到220V交流電源。（此連接順序會避免插拔充電插頭時電火花的產(chǎn)生。）當(dāng)電源接通后充電器顯示紅色指示燈說明電池組正在正常充電，常規(guī)進(jìn)行6-8小時充電即可。

3．充電器注意事項：

為了確保電池組的充電安全和保證電池組的使用壽命，此款電池組只可使用配套的36V鋰電專用充電器。如果充電器丟失或者損壞請找相應(yīng)經(jīng)銷商購買。不得使用鉛酸充電器或其他形式的充電器進(jìn)行充電。

鋰電池維護(hù)

1. 由于鋰電池屬于無記憶性電池，客戶使用中建議在每次或者每天騎行后即可對電池組進(jìn)行規(guī)律性的充電或者補(bǔ)電，這樣會大幅度提高電池組的使用壽命。建議不要每次都騎行至電池組不可放出電量后再進(jìn)行充電，不建議放電超過于電池組容量的90% 。當(dāng)在電動車在靜止?fàn)顟B(tài)下，電動車上的欠壓指示燈亮起時，需及時充電。

2. 當(dāng)電動車啟動時、走上陡坡路、土石路或者強(qiáng)烈頂風(fēng)狀態(tài)下，建議客戶在騎行時同時使用腳踏助力，使得電池及電機(jī)擁有最長壽命。

3. 電池組容量是在常溫25℃時進(jìn)行測量的，因此在冬季,電池容量的發(fā)揮、以及行駛里程略有降低是被視為正常的。建議在冬季，在環(huán)境溫度較高的地方對電池組進(jìn)行充電，確保能夠電池組充飽。

4. 電動車在不騎行或者停放的情況下，建議客戶拔下電池組與電動車的鏈接插頭，或者關(guān)閉電源鎖。因?yàn)殡姍C(jī)和控制器在空載狀態(tài)下會有耗電，請避免電量浪費(fèi)。

鋰電池使用注意：

1. 在雨雪天氣騎行時，電池組與電動自行車之間放電插口部分不應(yīng)該接觸到水。不用的時候，關(guān)掉電池電源開關(guān)，以免造成短路后果。且盡量避免在惡劣環(huán)境下使用電動車。注意電池組的防水。

2. 電池放置應(yīng)該躲避水源、火源、保持干燥，避免強(qiáng)烈搖晃、磕碰及短路。夏季時節(jié)，電池應(yīng)該避免太陽直射。

3. 特別提醒: 不要擅自對電池進(jìn)行拆包、修改，或進(jìn)行破壞；嚴(yán)禁將此電池使用在其他品牌或型號的電動車上；使用時避免異物對充放電口進(jìn)行短路。

鋰電池外殼特性

鋰，原子序數(shù)3，原子量為6.941，是最輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓，科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu)，形成了納米等級的細(xì)小儲存格子，可用來儲存鋰原子。這樣一來，即使是電池外殼破裂，氧氣進(jìn)入，也會因氧分子太大，進(jìn)不了這些細(xì)小的儲存格，使得鋰原子不會與氧氣接觸而避免爆炸。

鋰電池保護(hù)措施

鋰電池芯過充到電壓高于 4.2V 后，會開始產(chǎn)生副作用。過充電壓愈高，危險性也跟著愈高。鋰電芯電壓高于 4.2V 后，正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半， 此時儲存格常會垮掉， 讓電池產(chǎn)生永久性的容量損失。 如果繼續(xù)充電，由于負(fù)極的儲存格已經(jīng)裝滿了鋰原子，后續(xù)的鋰金屬會堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰原子會由負(fù)極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會穿過隔膜，使正負(fù)極短路。有時在短路發(fā)生前電池就先爆炸，這是因?yàn)樵谶^充過程，電解液等材料會分解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓脹破裂，讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng)，進(jìn)而爆炸。

因此，鋰電池充電時，一定要設(shè)定電壓上限， 才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為 4.2V。 鋰電芯放電時也要有電壓下限。 當(dāng)電芯電壓低于 2.4V 時， 部分材料會開始被破壞。 又由于電池會自放電， 放愈久電壓會愈低，因此，放電時最好不要放到 2.4V 才停止。鋰電池從 3.0V 放電到 2.4V 這段期間，所釋放 的能量只占電池容量的 3%左右。因此，3.0V 是一個理想的放電截止電壓。 充放電時，除了電壓的限制，電流的限制也有其必要。電流過大時，鋰離子來不及進(jìn)入儲存格，會聚集于材料表面。

這些鋰離子獲得電子后，會在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶，這與過充一樣，會造成危險性。萬一電池外殼破裂，就會爆炸。 因此，對鋰離子電池的保護(hù)，至少要包含：充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般鋰電池組內(nèi)，除了鋰電池芯外，都會有一片保護(hù)板，這片保護(hù)板主要就是提供這三項保護(hù)。但是，保護(hù)板的這三項保護(hù)顯然是不夠的，全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統(tǒng)的安全性，必須對電池爆炸的原因， 進(jìn)行更仔細(xì)的分析。

鋰電池爆炸原因

1、內(nèi)部極化較大；

2、極片吸水，與電解液發(fā)生反應(yīng)氣鼓；

3、電解液本身的質(zhì)量、性能問題；

4、注液時候注液量達(dá)不到工藝要求；

5、裝配制程中激光焊接密封性能差，測漏氣時漏氣；

6、粉塵、極片粉塵首先易導(dǎo)致微短路；

7、正負(fù)極片較工藝范圍偏厚，入殼難；

8、注液封口問題，鋼珠密封性能不好導(dǎo)致氣鼓；

9、殼體來料存在殼壁偏厚，殼體變形影響厚度；

10、外面環(huán)境溫度過高也是導(dǎo)致爆炸的主要原因。

鋰電池爆炸類型

爆炸類型分析電池芯爆炸的類形可歸納為外部短路、內(nèi)部短路、及過充三種。此處的外部系指電芯的外部，包含了電池組內(nèi)部絕緣設(shè)計不良等所引起的短路。 當(dāng)電芯外部發(fā)生短路，電子組件又未能切斷回路時，電芯內(nèi)部會產(chǎn)生高熱，造成部分電解液汽化，將電池外殼撐大。當(dāng)電池內(nèi)部溫度高到 135 攝氏度時，質(zhì)量好的隔膜紙，會將細(xì)孔關(guān)閉，電化學(xué)反應(yīng)終止或近乎終止，電流驟降，溫度也慢慢下降，進(jìn)而避免了爆炸發(fā)生。但是，細(xì)孔關(guān)閉率太差，或是細(xì)孔根本不會關(guān)閉 的隔膜紙，會讓電池溫度繼續(xù)升高，更多的電解液汽化，最后將電池外殼撐破，甚至將電池溫度提高到使材料燃燒并爆炸。 內(nèi)部短路主要是因?yàn)殂~箔與鋁箔的毛刺穿破隔膜，或是鋰原子的樹枝狀結(jié)晶穿破膈膜所造成。

這些細(xì)小的針狀金屬，會造成微短路。由于，針很細(xì)有一定的電阻值，因此，電流不見得會很大。銅鋁箔毛刺系在生 產(chǎn)過程造成，可觀察到的現(xiàn)象是電池漏電太快，多數(shù)可被電芯廠或是組裝廠篩檢出來。而且，由于毛刺細(xì)小， 有時會被燒斷，使得電池又恢復(fù)正常。因此，因毛刺微短路引發(fā)爆炸的機(jī)率不高。 這樣的說法，可以從各電芯廠內(nèi)部都常有充電后不久，電壓就偏低的不良電池，但是卻鮮少發(fā)生爆炸事件，得到統(tǒng)計上的支持。因此，內(nèi)部短路引發(fā)的爆炸，主要還是因?yàn)檫^充造成的。

因?yàn)?，過充后極片上到處 都是針狀鋰金屬結(jié)晶，刺穿點(diǎn)到處都是，到處都在發(fā)生微短路。因此，電池溫度會逐漸升高，最后高溫將電 解液氣體。這種情形，不論是溫度過高使材料燃燒爆炸，還是外殼先被撐破，使空氣進(jìn)去與鋰金屬發(fā)生激烈氧化，都是爆炸收場。 但是過充引發(fā)內(nèi)部短路造成的這種爆炸，并不一定發(fā)生在充電的當(dāng)時。有可能電池溫度還未高到讓材料燃燒、產(chǎn)生的氣體也未足以撐破電池外殼時，消費(fèi)者就終止充電，帶手機(jī)出門。這時眾多的微短路所產(chǎn)生的熱，慢慢的將電池溫度提高，經(jīng)過一段時間后，才發(fā)生爆炸。消費(fèi)者共同的描述都是拿起手機(jī)時發(fā)現(xiàn)手機(jī)很 燙，扔掉后就爆炸。

綜合以上爆炸的類型，我們可以將防爆重點(diǎn)放在過充的防止、外部短路的防止及提升電芯安全性三方面。其中過充防止及外部短路防止屬于電子防護(hù)，與電池系統(tǒng)設(shè)計及電池組裝有較大關(guān)系。電芯安全性提升 之重點(diǎn)為化學(xué)與機(jī)械防護(hù)，與電池芯制造廠有較大關(guān)系。

鋰電池設(shè)計規(guī)范

由于全球手機(jī)有數(shù)億只，要達(dá)到安全，安全防護(hù)的失敗率必須低于一億分之一。由于，電路板的故障率 一般都遠(yuǎn)高于一億分之一。因此，電池系統(tǒng)設(shè)計時，必須有兩道以上的安全防線。常見的錯誤設(shè)計是用充電器（adaptor）直接去充電池組。這樣將過充的防護(hù)重任，完全交給電池組上的保護(hù)板。雖然保護(hù)板的故障率不高，但是，即使故障率低到百萬分之一，機(jī)率上全球還是天天都會有爆炸事故發(fā)生。 電池系統(tǒng)如能對過充、過放、過電流都分別提供兩道安全防護(hù)，每道防護(hù)的失敗率如果是萬分之一，兩道防護(hù)就可以將失敗率降到一億分之一。

常見的電池充電系統(tǒng)包含充電器及電池組兩大部分。 ①充電器又包含適配器及充電控制器兩部分。適配器將交流電轉(zhuǎn)為直流電，充電控制器則限制直流 電的最大電流及最高電壓。②電池組包含保護(hù)板及電池芯兩大部分，以及一個 PTC 來限定最大電流。適配器交流變直流作用：電控制器限流限壓。充電器作用: 保護(hù)板過充、 過放、過流等防護(hù)。

電池組作用：限流片。電池芯以手機(jī)電池系統(tǒng)為例，過充防護(hù)系統(tǒng)利用充電器輸出電壓設(shè)定在 4.2V 左右，來達(dá)到第一層防護(hù)，這樣就算電池組上的保護(hù)板失效，電池也不會被過充而發(fā)生危險。第二道防護(hù)是保護(hù)板上的過充防護(hù)功能，一般設(shè)定為 4.3V。這樣，保護(hù)板平常不必負(fù)責(zé)切斷充電電流，只有當(dāng)充電器電壓異常偏高時，才需要動作。過電流防護(hù)則是由保護(hù)板及限流片來負(fù)責(zé)，這也是兩道防護(hù)，防止過電流及外部短路。由于過放電只會發(fā)生在電子產(chǎn)品被使用的過程。因此，一般設(shè)計是由該電子產(chǎn)品的線路板來提供第一道防護(hù)，電池組上的保護(hù)板則提供第二道防護(hù)。當(dāng)電子產(chǎn)品偵測到供電電壓低于 3.0V 時，應(yīng)該自動關(guān)機(jī)。如果該產(chǎn)品設(shè)計時未設(shè)計這項功能，則保護(hù)板會在電壓低到 2.4V 時，關(guān)閉放電回路。

總論：電池系統(tǒng)設(shè)計時，必須對過充、過放、與過電流分別提供兩道電子防護(hù)。 把保護(hù)板拿掉后充電，如果電池會爆炸就代表設(shè)計不良。 上述方法雖然提供了兩道防護(hù)，但是由于消費(fèi)者在充電器壞掉后，常會買非原廠充電器來充電，而充電 器業(yè)者，基于成本考慮，常將充電控制器拿掉，來降低成本。結(jié)果，劣幣驅(qū)逐良幣，市面上出現(xiàn)了許多劣質(zhì)充電器。這使得過充防護(hù)失去了第一道也是最重要的一道防線。而過充又是造成電池爆炸的最重要因素，因 此，劣質(zhì)充電器可以稱得上是電池爆炸事件的元兇。 當(dāng)然，并非所有的電池系統(tǒng)都采用如上述的方案。在有些情況下，電池組內(nèi)也會有充電控制器的設(shè)計。

最后的防線：如果電子的防護(hù)措施都失敗了，最后的一道防線，就要由電芯來提供了。電芯的安全層級， 可依據(jù)電芯能否通過外部短路和過充來大略區(qū)分等級。由于，電池爆炸前，如果內(nèi)部有鋰原子堆積在材料表 面，爆炸威力會更大。而且，過充的防護(hù)常因消費(fèi)者使用劣質(zhì)充電器而只剩一道防線，因此，電芯抗過充能力比抗外部短路的能力更重要。 鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較，鋁殼具有很高的安全優(yōu)勢。

涂碳鋁箔是由導(dǎo)電碳為主的復(fù)合型漿料與高純度的電子鋁箔，以轉(zhuǎn)移式涂覆工藝制成。

鋰電池應(yīng)用范圍

細(xì)顆?；钚晕镔|(zhì)的功率型鋰電池

正極為磷酸亞鐵鋰

正極為細(xì)顆粒的三元/錳酸鋰

用于超級電容器、鋰一次電池（鋰亞、鋰錳、鋰鐵、扣式等）替代蝕刻鋁箔

鋰電池作用

抑制電池極化，減少熱效應(yīng)，提高倍率性能；

降低電池內(nèi)阻，并明顯降低了循環(huán)過程的動態(tài)內(nèi)阻增幅；

提高一致性，增加電池的循環(huán)壽命；

提高活性物質(zhì)與集流體的粘附力，降低極片制造成本；

保護(hù)集流體不被電解液腐蝕；

提高磷酸鐵鋰電池的高、低溫性能，改善磷酸鐵鋰、鈦酸鋰材料的加工性能。

鋰電池建議參數(shù)

對應(yīng)涂覆的活性物質(zhì)D50最好不大于4~5μm，壓實(shí)密度不大于2.25g/cm，比表面積在13~18㎡/g范圍內(nèi)。

鋰電池注意事項

存儲要求：在溫度為20±5℃、濕度為不超過50%的環(huán)境中，運(yùn)輸時須避免空氣和水蒸氣對鋁箔的侵蝕；

本產(chǎn)品分為A、B兩款，各自的關(guān)鍵特性為：A款外觀為黑色，常規(guī)涂層厚度為雙面4~8μm，導(dǎo)電性能較更為突出；B款外觀為淡灰色，常規(guī)涂層厚度為雙面2~3μm，涂層區(qū)可做較少層的焊接，并可以涂布機(jī)識別跳間隙；

B款（灰色）涂碳鋁箔可以在涂層區(qū)直接做超聲焊，只適合卷繞式電池焊接極耳（極片最多2-3層），但超聲的功率、時間需做一些微調(diào)；

碳層的散熱性要比鋁箔差些，故做涂布時需對帶速與烘烤溫度適當(dāng)微調(diào)；

本產(chǎn)品對鋰電池與電容的綜合性能有較可觀的提升，但不可作為改變電池某方面性能的主要因素，如電池能量密度、高低溫性能、高電壓等等。

1. 比較電池容量的大小。一般的鎘鎳電池為500mAh或600mAh，氫鎳電池也不過800-900mAh;而鋰離子手機(jī)電池的容量一般都在1300-1400mAh之間，所以鋰電池充足電后使用的時間約是氫鎳電池的1.5倍，是鎘鎳電池的3.0倍左右。如果發(fā)現(xiàn)您所購買的鋰離子手機(jī)電池塊工作時間并沒有宣傳的或說明書上規(guī)定的長，就有可能是假冒的。

2. 看塑膠表面及塑膠材質(zhì)。正品電池防磨面均勻，采用的是PC材質(zhì)，無脆裂現(xiàn)象；假冒電池?zé)o防磨面或過于粗糙，采用的是再生材質(zhì)，易脆裂。

3. 測量電池塊的充電電壓。如果用鎘鎳、氫鎳電池塊假冒鋰離子手機(jī)電池塊，就必須由5個單體電池組成，單個電池的充電電壓一般不超過1.55V，電池塊的總電壓不超過7.75V。當(dāng)電池塊的充電總電壓低于8.0V時就有可能是鎘鎳、氫鎳電池。

4. 對于原裝電池，它的電池表面色澤紋理清晰、均勻、乾凈、無明顯劃痕及損傷；電池標(biāo)志應(yīng)印有電池型號、種類、額定容量、標(biāo)準(zhǔn)電壓、正負(fù)極標(biāo)志、制造廠名。手感要光滑無阻塞，松緊適宜，與手配合良好，鎖扣可靠；五金片無明顯劃痕及發(fā)黑、發(fā)綠現(xiàn)象。如果我們購買的手機(jī)電池與上面的現(xiàn)象不符合的，可以初步斷定是假貨。

5. 許多手機(jī)生產(chǎn)廠商也從自身的角度出發(fā)，通過努力提高工藝水準(zhǔn)，來提高手機(jī)及其配件的造假難度，從而進(jìn)一步遏制假貨水貨泛濫的現(xiàn)象。一般正規(guī)的手機(jī)產(chǎn)品及其配件要求在外表上必須做到一致性。因此我們?nèi)绻奄I回來的手機(jī)電池裝上時，應(yīng)該仔細(xì)對照一下機(jī)身與電池底殼，假如色澤光暗一致，就是原裝電池。否則，電池本身較暗淡無光澤，就有可能是假電池。

6. 觀察充電的異常情況。一般，正品手機(jī)電池內(nèi)部應(yīng)有過流保護(hù)器，在外部短路等導(dǎo)致電流過大的情況下，自動切斷回路，以免燒毀或損壞手機(jī)；鋰離子電池另具有過流保護(hù)線路，當(dāng)使用不規(guī)范電器，交電電流過大時也會自動切斷電源，導(dǎo)致充不進(jìn)，在電池正常情況，可自動恢復(fù)到導(dǎo)通狀態(tài)。如果，我們在充電的過程中，發(fā)現(xiàn)電池嚴(yán)重發(fā)熱或者冒煙，甚至爆炸，說明電池肯定是假的。

7. 借助專用工具。面對市場上的手機(jī)電池的種類越來越多，而假冒的技術(shù)也是越來越高明，一些大公司也在不斷地提高防偽技術(shù)。隨著防偽技術(shù)的提高，我們也就很難從外觀上來識別真假了。

鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。鋰離子電池的電解質(zhì)是流動的，因此，比鋰聚合物電池更不穩(wěn)定，碰到外力摔打，或者使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的充電器，都可能引起電池爆炸。很多手機(jī)、手提電腦等便攜式電子產(chǎn)品，所用的電池都是鋰電池。也就是說，很多人的身邊有一個“炸彈”。為安全起見，選購時你一定要注意以下幾點(diǎn)。

一、有沒有標(biāo)示明確容量。無明確標(biāo)示容量（如1000mAh或1000毫安培小時）的電池很有可能就是使用劣質(zhì)電池或回收電池。市場上充斥的許多廉價的電池，就是使用回收電池心做的，價格雖然便宜，但是壽命短、品質(zhì)不穩(wěn)定，使用不慎可能會損壞手機(jī)。

二、有沒有保證待機(jī)時間。待機(jī)時間即電池裝入手機(jī)后到下一次充電的連續(xù)使用時間。一般市場上銷售的電池都無法對顧客保證待機(jī)時間，這是因?yàn)殡姵仄焚|(zhì)不穩(wěn)定的關(guān)系，許多廉價的電池因?yàn)槭鞘褂闷焚|(zhì)不良的電池心，所以待機(jī)時間很短 。

三、是否加裝安全保護(hù)電路板。無保護(hù)電路板，則鋰電池就有變形、漏液、爆炸的危險。在惡性削價競爭下，各家尋求更低價位的保護(hù)電路板，或者根本省略了這個裝置，使得市面上充斥著有爆炸危險的鋰電池。消費(fèi)者無法從外觀分辨出來是否有保護(hù)電路板，因此最好選擇有信譽(yù)的商家購買。

鋰電池二氧化錳

以金屬鋰為負(fù)極，以經(jīng)過熱處理的二氧化錳為正極，隔離膜采用PP或PE膜，圓柱型電池與鋰離子電池隔膜一樣，電解液為高氯酸鋰的有機(jī)溶液，圓柱式或扣式。電池需要在濕度≤1%的干燥環(huán)境下生產(chǎn)。

特點(diǎn)：低自放電率，年自放電可≤1%，全密封（金屬焊接，lazer seal）電池可滿足10年壽命，半密封電池一般是5年，如果工作控制不好的話，還達(dá)不到這個壽命。在圓柱型鋰錳電池開發(fā)方面做得比較好的億緯，已實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，電池可以做到短路、過放電等測試不爆炸。

一般在臺式電腦的主板上，有一個扣式的鋰電池，提供微弱的電流，可以正常使用3年左右，一些賓館的門禁卡、儀器儀表等也使用鋰--二氧化錳電池，使用量逐年下降。

鋰電池亞硫酰氯

以金屬鋰為負(fù)極，正極和電解液為亞硫酰氯（氯化亞砜），圓柱式電池，裝配完成即有電，電壓3.6V，是工作電壓最平穩(wěn)的電池種類之一，也是單位體積（質(zhì)量）容量最高的電池。適合在不能經(jīng)常維護(hù)的電子儀器設(shè)備上使用，提供細(xì)微的電流。

其他鋰電池還有鋰--硫化亞鐵電池、鋰-氧化硫電池等。

鋰離子電池有液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指 Li 嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物-鈷酸鋰、錳酸鋰，負(fù)極采用鋰-碳層間化合物。鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、能量高、無記憶效應(yīng)、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長，是21世紀(jì)發(fā)展的理想能源載體。

1992年Sony成功開發(fā)鋰離子電池。它的實(shí)用化，使人們的移動電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備重量和體積大大減小。使用時間大大延長。由于鋰離子電池中不含有重金屬鎘，與鎳鎘電池相比，大大減少了對環(huán)境的污染。

鋰電池的污染還是有的，只是相對來說比較小。

中國是世界最大的鋰電池生產(chǎn)制造基地、第二大鋰電池生產(chǎn)國和出口國，鋰電池已經(jīng)占到全球40%的市場份額。2011年，我國鋰電池產(chǎn)量達(dá)到29.66億只，同比增長10.88%，國內(nèi)鋰電池出口額為43.83萬美元，實(shí)現(xiàn)貿(mào)易逆差33500.77萬美元，詳見《前瞻中國鋰電池行業(yè)市場需求預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》。

隨著我國手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、電動車、電動工具、新能源汽車等行業(yè)的快速發(fā)展，對鋰電池的需求將會不斷增長，同時，由于鋰電池生產(chǎn)廠家在技術(shù)上的革新，人們對鋰電池的需求仍會不斷增長，預(yù)計2012年我國鋰電池產(chǎn)量增速將保持在10%以上，預(yù)計到2015年我國鋰電池行業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到3530億元。

鋰電池生產(chǎn)過程中封口、注液工序操作的電芯、殼體均已通過干燥處理，因此對車間內(nèi)空氣中的水分極其敏感，一旦房間內(nèi)空氣中水分含量過高被電池吸收，會造成電池鼓脹、漏液等諸多問題，因此對鋰電池封口、注液工序進(jìn)行有效的環(huán)境控制是鋰電池生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié)。

1、電池封口。電池封口是指將經(jīng)過烘干處理的電信放入電池外殼（PP外殼）內(nèi)，通過封口設(shè)備將電池殼四周熱熔密封，安裝極柱螺母病切除電池?zé)崛垡缌虾?，重新入爐烘干。

2、電池注液。將烘干后的電池轉(zhuǎn)運(yùn)到手套箱或自動注液機(jī)內(nèi)添加電解液，注液后電池成為成品電池，轉(zhuǎn)化成車間化成。

有上述工藝可以看出，電池干燥件和電池注液手套箱內(nèi)是電池與外界接觸的地方，該工位環(huán)境控制應(yīng)非常嚴(yán)格，以保證鋰電池正常生產(chǎn)要求，由于正常鋰電池生產(chǎn)要求水分含量低于200ppm，因此電芯房間內(nèi)露點(diǎn)要求低于-42℃，實(shí)際選取房間內(nèi)露點(diǎn)低于-45℃。

電池干燥間、自動注液機(jī)內(nèi)露點(diǎn)要求非常高，普通空調(diào)系統(tǒng)無法滿足低露點(diǎn)環(huán)境，因此需增加相應(yīng)的除濕設(shè)備以滿足當(dāng)前的使用需要?？紤]到人員對環(huán)境露點(diǎn)影響，各干燥區(qū)域也對人數(shù)有嚴(yán)格限制。