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3.2 锂离子电池
(1)基本原理
锂离子电池实际上是一个锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构。充电时,Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,此时负极处于富锂态,正极处于贫锂态;放电时则相反,Li+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态,负极处于贫锂态。
(2)优点
锂离子电池的效率可达95%以上;
放电时间可达数小时;
循环次数可达5000次或更多,响应快速;
锂离子电池是电池中比能量最高的实用型电池,有多种材料可用于它的正极和负极(钴酸锂锂离子电池、锰酸锂锂离子电池、磷酸铁锂锂离子电池、钛酸锂锂离子电池等)。
(3)缺点
锂离子电池的价格依然偏高;
有时会因过充电而导致发热、燃烧等安全问题,有一定的风险,所以需要通过过充电保护来解决。
(4)应用
由于锂离子电池在电动汽车、计算机、手机等便携式和移动设备上的应用,所以它目前几乎已成为世界上应用最为广泛的电池。锂离子电池的能量密度和功率密度都较高,这是它能得到广泛应用和关注的主要原因。它的技术发展很快,近年来,大规模生产和多场合应用使其价格急速下降,因而在电力系统中的应用也越来越多。锂离子电池技术仍然在不断地开发中,目前的研究集中在进一步提高它的使用寿命和安全性,降低成本、以及新的正、负极材料的开发上。
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