注册安全工程师实务锂电池

锂离子电池的基本知识 便携式电子产品以电池作为电源。随着便携式产品的迅猛发展，各种电池的用量大增，并且开发出许多新型电池。除大家较熟悉的高性能碱性电池、可充电的镍镉电池、镍氢电池外，还有近年来开发的锂电池。这里主要介绍有关锂电池的基本知识。这包括它的特性、主要参数、型号的意义、应用范围及使用注意事项等。 锂是一种金属元素，其化学符号为Li(其英文名为lithium)，是一种银白色、十分柔软、化学性能活泼的金属，在金属中是最轻的。它除了应用于原子能工业外，可制造特种合金、特种玻璃(电视机上用的荧光屏玻璃)及锂电池。在锂电池中它用作电池的阳极。 锂电池也分成两大类：不可充电的及可充电的两类。不可充电的电池称为一次性电池，它只能将化学能一次性地转化为电能，不能将电能还原回化学能(或者还原性能极差)。而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。它能将电能转变成化学能储存起来，在使用时，再将化学能转换成电能，它是可逆的，如电能化学能锂电池的主要特点。 锂电池的最大特点是比能量高。什么是比能量呢?比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Whkg或WhL来表示。Wh是能量的单位，W是瓦、h是小时；kg是千克(重量单位)，L是升(体积单位)。这里举一个例来说明：5号镍镉电池的额定电压为，其容量为800mAh，则其能量为(1 2V×0 8Ah)。同样尺寸的5号锂－二氧化锰电池的额定电压为3V，其容量为1200mAh，则其能量为。这两种电池的体积是相同的，则锂－二氧化锰电池的比能量是镍镉电池的倍! 一节5号镍镉电池约重23g，而一节5号锂－二氧化锰电池约重18g。一节锂－二氧化锰电池为3V，而两节镍镉电池才。所以采用锂电池时电池数量少(使便携式电子产品体积减小、重量减轻)，并且电池的工作寿命长。 另外锂电池具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、储存寿命长、无记忆效应及无公害等优点。 锂电池的缺点是价格昂贵，所以目前尚不能普遍应用，主要应用于掌上计算机、PDA、通信设备、照相机、卫星、导弹、鱼雷、仪器等。随着技术的发展、工艺的改进及生产量的增加，锂电池的价格将会不断地下降，应用上也会更普遍。 不可充电的锂电池 不可充电的锂电池有多种，目前常用的有锂－二氧化锰电池、锂—亚硫酰氯电池及锂和其它化合物电池。本文仅介绍最常用的。 1 锂－二氧化锰电池(Li MnO2) 锂－二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极，并采用有机电解液的一次性电池。该电池的主要特点是电池电压高，额定电压为3V(是一般碱性电池的2倍)；终止放电电压为2V；比能量大(见上面举的例子)；放电电压稳定可靠；有较好的储存性能(储存时间3年以上)、自放电率低(年自放电率≤2％)；工作温度范围－20℃～＋60℃。 该电池可以做成不同的外形以满足不同要求，它有长方形、圆柱形及纽扣形(扣式)。圆柱形的也有不同的直径及高度尺寸。上图就是日本产万胜锂－二氧化锰电池，3伏电压，不可充电，单节体积15x40毫米。可充电锂离子电池 可充电锂离子电池是目前手机中应用最广泛的电池，但它较为“娇气”，在使用中不可过充、过放(会损坏电池或使之报废)。因此，在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。 锂离子电池充电要求很高，要保证终止电压精度在1%之内，目前各大半导体器件厂已开发出多种锂离子电池充电的IC，以保证安全、可靠、快速地充电。 现在手机已十分普遍，手机中一部分是镍氢电池，但灵巧型的手机则是锂离子电池。正确地使用锂离子电池对延长电池寿命是十分重要的。锂离子电池是目前应用最为广泛的锂电池，它根据不同的电子产品的要求可以做成扁平长方形、圆柱形、长方形及扣式，并且有由几个电池串联在一起组成的电池组。 锂离子电池的额定电压为(有的产品为)。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关：阳极材料为石墨的；阳极材料为焦炭的。不同阳极材料的内阻也不同，焦炭阳极的内阻略大，其放电曲线也略有差别，如图1所示。一般称为锂离子电池及锂离子电池。现在使用的大部分是的，锂离子电池的终止放电电压为～(电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压，各参数略有不同)。低于终止放电电压继续放电称为过放，过放对电池会有损害。 锂离子电池不适合用作大电流放电，过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量)。因此电池生产工厂给出最大放电电流，在使用中应小于最大放电电流。 锂离子电池对温度有一定要求，工厂给出了充电温度范围、放电温度范围及保存温度范围。 锂离子电池对充电的要求是很高的，它要求精密的充电电路以保证充电的安全。终止充电电压精度允差为额定值的±1%(例如:充的锂离子电池，其允差为±)，过压充电会造成锂离子电池永久性损坏。锂离子电池充电电流应根据电池生产厂的建议，并要求有限流电路以免发生过流(过热)。一般常用的充电率为～1C（C是电池的容量，如C=800mAh，1C充电率即充电电流为800mA）。在大电流充电时往往要检测电池温度，以防止过热损坏电池或产生爆炸。 锂离子电池充电分为两个阶段：先恒流充电，到接近终止电压时改为恒压充电，其充电特性如图2所示。这是一种800mAh容量的电池，其终止充电电压为。电池以800mA(充电率为1C)恒流充电，开始时电池电压以较大的斜率升压，当电池电压接近时，改成恒压充电，电流渐降，电压变化不大，到充电电流降为110C(约80mA)时，认为接近充满，可以终止充电(有的充电器到110C后启动定时器，过一定时间后结束充电)。 锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时，会造成电池的损坏或降低使用寿命。 应用注意事项: 锂离子电池应用注意事项除与上述不可充电的锂电池相同外，在充电方面还应注意以下几点：1. 锂离子电池有及终止充电的不同品种，因此在充电时注意的是的电池不能用的充电器充电，否则会有过充的危险(与的充电器用的充电器IC是不同的!)。 2. 对电池充电时，其环境温度不能超过产品特性表中所列的温度范围。3. 不能反向充电。4. 不能用充镍镉电池的充电器(充三节镍镉电池的)来充锂离子电池(虽然额定电压一样，都是)，但充电方式不同，容易造成过充。 在放电方面应注意以下几点： 1. 锂离子电池放电电流不能超过产品特性表中给出最大放电电流。放电电流较大时，会产生较高的温度(损耗能量)，减少放电时间，若电池中无保护元件会产生过热而损坏电池。 2. 不同温度下放电曲线是不同的，如图5所示。从图中可以看出，在不同的温度下，其放电电压及放电时间也不同。在-20℃放电时情况最差。 在贮存方面： 1. 电池若长期贮存，要保持在50%放电态。 2. 电池应保存在低温、干燥坏境中。 3. 要远离热源，也不要置于阳光直射的地方。 形象的工作原理比喻：现在将锂离子电池原理和充放电机理，用生活中常见的泡沫现象来比喻。锂离子电池如同 一堆肥皂泡沫，泡内储存的就是电能。当充电时，汽泡会随着充电时间加长而不断增大，当超过其极限值时汽泡就会破裂，此时即损坏了锂电晶型，造成永久性损坏。 当过度放电则会造成汽泡塌陷、消失，这样下次充电时汽泡也充不起来，而造成锂电失效。 如何控制汽泡不充爆和汽泡不过度塌陷？就必须要用保护电路加以严格控制。 当然，优质的电芯和精确的控制电路可大大地延长电池的使用寿命。 站长最喜欢用的就是鋰离子电池，锂电池自放电小，容量大，性能优越。站长曾经对一块全新的富士通笔记本用锂电池（就是下图的锂电池，电芯为松下共6节2并3串）做过放电测试，放电负载为6寸液晶监视器，工作电流780毫安，测试结果如下：时间T 端电压V 6：406：527：207：568：238：509：109：359: 469: 52放电足足维持3个小时！可以看出这组电池的性能确实非常棒！容量非常实足！这是一种恒流恒压的锂电池充电控制板，图中Q1、R1、W1、TL431组成精密可调稳压电路。Q2、W2、R2构成可调恒流电路。Q3、R3、R4、R5、LED为充电指示电路。随着被充电锂电池电压逐渐上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后R4上的压降不断减小，最终使Q3截至，LED熄灭，为了保证电池能充足，请在指示灯熄灭后继续充电1～2小时，使用时需要在Q2、Q3装适当大小的散热片。求采纳

锂电池与普通电瓶的区别大致可从材料及能量转换特点分析：锂电池是以钴酸锂为主要原材料做出的可充电电池。它的特点是能量转换高，每节电池电压高，容量大(同等体积情况下)。体积轻，电池无记忆，是目前最环保的电池。是一种伏打电池，利用某种吸收剂（如木屑或明胶）使内含物成为不会外溢的糊状。

主要原理

1、锂电池：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。

2、干电池：碳棒以为正极，以锌筒为负极，把化学能转变为电能供给外电路。在化学反应中由于锌比锰活泼，锌失去电子被氧化，锰得到电子被还原。

锂电池是：

锂电池可以反复充电，用途广泛，比如用于充电宝，蓝牙耳机，手机等等。普通电池就比较传统，比如一次性的干电池，能充电但是电压低的镍氢电池。维信关注”优能工程师”,教你学会专业全面的新能源汽车维修，让你的成长看得见。锂电池区别与普通电池很大：1、锂电池是以钴酸锂为主要原材料做出的可充电电池，它的特点是能量转换高，每节电池电压高，容量大(同等体积情况下)。2、普通电池是铅酸电池，是主要以铅板为主体做成的电池，这类电池体积大，笨重，电池有记忆。

材料学专业。锂电池属于注册安全工程师的材料学专业。锂电池是一类由锂金属或锂合金为正负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由提出并研究。20世纪70年代时，提出并开始研究锂离子电池。

电池工程师，申报电池制造工程师，经过考试（理论+实操）成绩合格人员颁发的有效凭证，此证书由工业和信息化部教育与考试中心颁发。在工业和信息化部教育与考试中心登记注册。详细资料请登录网站查询。

锂离子电池由日本索尼公司于1990年最先开发成功。它是把锂离子嵌入碳（石油焦炭和石墨）中形成负极（传统锂电池用锂或锂合金作负极）。正极材料常用LixCoO2 ，也用 LixNiO2 ，和LixMnO4 ，电解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯（EC）+二甲基碳酸酯（DMC）。

石油焦炭和石墨作负极材料无毒，且资源充足，锂离子嵌入碳中，克服了锂的高活性，解决了传统锂电池存在的安全问题，正极LixCoO2在充、放电性能和寿命上均能达到较高水平，使成本降低，总之锂离子电池的综合性能提高了。预计21世纪锂离子电池将会占有很大的市场。

锂电池是：锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，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。锂电池与普通电池的区别锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生。 由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。比普通电池更环保，更方便。