子电池的结构和特性进行一些了解。本章首先对铿离子电池化学原理及特性作了简要介绍,并说明锂电池在使用过程中必须注意的问题,最后介绍了锂电池的常用充电方法。2.1锂离子电池化学原理锂电池主要分为两大类,一次锂电池和可充电锂电池。一次锂电池只适用于某些特殊场合,这里不作详细介绍。本章着重介绍可充电锂离子电池,可充电锂电池又可以分为锂离子电池(Li-Ion)和锂聚合物电池(Li-Polymer)[3]。锂是元素周期表中原子量最小、比重量小、电化学当量最小、电极电势最负的金属。锂作为负极的锂电池具有开路电压高、比功率高,放电电压平稳,适用范围大和使用寿命长等特点。早期的锂电池直接在负极中使用金属锂,容易在充电过程中产生锂沉积和锂结晶,并产生腐蚀现象,大大缩短了电池的循环寿命,严重时可造成电池短路甚至爆炸。为了解决这一问题,人们开发出了锂离子电池。所谓锂离子电池,是在正极和负极中采用可以容纳铿离子的活性材料,使锂离子随着充放电从正极转移到负极或者从负极转移到正极。电池通过正极铿金属氧化物中产生的锂离子在负极活性碳中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程。当对电池进行充电时,正极上的锂原子电离成锂离子与电子。生成的锂离子通过电解液运动到负极。而作为负极的活性碳呈层状结构,它有很多微孔,在负极复合的锂原子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。当对电池放电时,嵌在负极碳层中的锂原子从活性碳内部向表面移动,并在表面电离成锂离子和电子。锂离子和电子分别通过电解质和负载到达正极,重新迁入到锂金属化物中。回到正极的锂离子越多,放电容量越高,通常所说的电池容量指的就是放电容量。电池通过使用锂离子替代金属锂,大大增加了电池的稳定性,基本消除了结晶现象和电极腐蚀,使电池循环寿命得到了很大的提高。正是因为在整个充放电过程中,锂始终以离子的形态出现,不会以金属态出现,所以将这种电池叫做锂离子电池。
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