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贡献者：不爱吃窝瓜 浏览：1454次 创建时间：2015-11-02
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目录
1 早期研发
2 发展现况
? 锂离子电池的原理
? 各种锂离子电池的优劣
? 锂镍钴电池
? 磷酸锂铁电池
? 电池的理论充电时间
早期研发
最早得以应用于心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低，放电电压平缓。使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算机，计算器，数位相机、手表中。[1]
为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究。从而制造出前所未有的产品。比如，锂二氧化硫电池和锂亚硫酰氯电池就非常有特点。它们的正极活性物质同时也是电解液的溶剂。这种结构只有在非水溶液的电化学体系才会出现。所以，锂电池的研究，也促进了非水体系电化学理论的发展。除了使用各种非水溶剂外，人们还进行了聚合物薄膜电池的研究。
1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化，使人们的移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备重量和体积大大减小。使用时间大大延长。由于锂离子电池中不含有重金属镉，与镍镉电池相比，理论上，相对减小了一些污染。
发展现况
3C产业常提到的锂电池其实是锂钴电池，广义的可充放锂电池是指由一个石墨负极、一个采用钴、锰或磷酸铁的正极、以及一种用于运送锂离子的电解液所构成。而一次锂离子电池则可以锂金属或者嵌锂材料作为负极。
锂电池产业发展20多年来一直集中在、电子通信，数码行业为主，鲜少应用在储能和动力电池（瞬间需要较大电流）市场，这市场涵盖纯电动车、油电混合车、中大型UPS、太阳能、大型储能电池、电动手工具、电动摩托车、电动自行车、航太设备与飞机用电池等领域。
主要原因之一是、锂电池采用的锂钴正极材料（LiCoO2，就是最常见的锂电池），无法应用在需要大电流、高电压、高扭力以及要耐受穿刺、冲撞和高温、低温等条件等特殊环境，更重要的是，因无法满足人们对安全的绝对要求而饱受诟病。[2]
同时，锂钴电池也无法达到快速充电与完全避免二次污染等目的，而且，一定要设计保护电路以防止过度充电或过度放电，否则就会造成爆炸等危险，甚至出现如Sony电池爆炸导致全球品牌NB业者投下巨资回收的情况。
另外，钴的价格愈来愈高昂，全球钴元素最大生产国刚果，战乱纷扰多，导致钴元素价格不断升高。锂钴电池的粉体因钴元素价格不断上涨，从原先的每公斤40美元涨价到60~70美元。磷酸锂铁粉体依品质好坏，每公斤售价在30~60美元。
这20年来，各国已投入很多的资源，寻找能够取代或解决LiCoO2问题的材料，取得一些成果。
锂离子电池的原理
锂离子电池中的电解液可以是凝胶体、聚合物（锂离子/锂聚合物电池）、或凝胶体与聚合物的混合物。因为目前尚未发现能够在室温条件下有效运送锂离子的聚合物，所以大多数的“塑胶封袋”锂离子/ 锂聚合物电池事实上都是结合凝胶体和聚合物的混合型电池。
正极或负极必须具有类似海绵的物理结构，以释放或接收锂离子。在充电时，锂离子从负极材料移出至电解液，再像水进入海绵一样地进入正极材料，这个过程被称为嵌入(Intercalation)。放电的过程则完全相反。
各种锂离子电池的优劣
正极材料的选择决定了电池的容量、安全性和老化特性。其中钴特别提供了极佳的容量和老化特性，但与其他的材料相比，钴的安全性就差了些。
锂镍钴电池
锂镍钴电池是锂镍电池和锂钴电池的固溶体（综合体），兼具锂镍和锂钴的优点，一度被产业界认为是最有可能取代锂钴电池的新正极材料，但钴正极电池在放电的过程中往往会形金属锂。因为金属锂具有易燃的特性，如果安全措施失效时，金属锂往往引发燃烧，所以安全性还是无法有更大突破。
因此，全球相关业者的主要发展集中在基于锰或磷酸铁的正极：“LiNiO2”（锂镍电池）、“LiNi0.8Co0.2O2”（锂镍钴电池）、“LiMn2O4”（锂锰电池）、“”（锂镍钴锰电池）和LFP（磷酸锂铁电池）以提升其安全性，但提高安全性的代价是电池容量略有下降，且使电池的老化速度加快。
锂锰电池
锂锰电池的成本低且安全性比锂钴好一些，但循环寿命欠佳，且高温环境的循环寿命更差，高温时甚至会出现锰离子溶出的现象，高温造成自放电严重，以致储能特性差。
锂镍电池
锂镍电池的成本较低且电容量较高，不过，制作过程困难且材料性能的一致性和再现性差，最严重的是依然有安全性问题。
磷酸锂铁电池
磷酸锂铁电池则同时拥有锂钴、锂镍和锂锰的主要优点，但不含钴等贵重元素，原料价格低且磷、锂、铁存在于地球的资源含量丰富，不会有供料问题，而且，工作电压适中（3.2V）、电容量大（170mAh/g）、高放电功率、可快速充电且循环寿命长，是业界认为较符合环保、高性能要求要求的锂离子电池。有关LiMPO4, LiFePO4, LFP, 磷酸亚铁锂, 锂铁磷, 磷酸铁锂, 磷酸锂铁 [2]
但是，磷酸锂铁电池，只是在理论上，安全性稍高于，以前的锂离子电池。它对于，锂离子电池，容易发生的危险性，没有彻底的改变。
电池的理论充电时间
电池的理论充电时间=电池的电量除以充电器的输出电流。
例如：以一块电量为800mAH的电池为例，充电器的输出电流为500mA那么充电时间就等于800mAH/500mA=1.6小时，当充电器显示充电完成后，最好还要给电池大约半个小时左右的补电时间。
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参考资料
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