电池发展史
电池的发展史由1836年丹尼尔电池的诞生到1859年铅酸电池的发明,至1883年发明了氧化银电池,1888年实现了电池的商品化,1899年发明了镍-镉电池,1901年发明了镍-铁电池,进入20世纪后,电池理论和技术处于一度停滞时期。但在第二次世界大战之后,电池技术又进入快速发展时期。首先是为了适应重负荷用途的需要,发展了碱性锌锰电池,1951年实现了镍-镉电池的密封化。1958年Harris提出了采用有机电解液作为锂一次电池的电解质,20世纪70年代初期便实现了军用和民用。随后基于环保考虑,研究重点转向蓄电池。镍-镉电池在20世纪初实现商品化以后,在20世纪80年代得到迅速发展
随着人们环保意识的日益增加,铅、镉等有毒金属的使用日益受到限制,因此需要寻新的可代替传统铅酸电池和镍-镉电池的可充电电池。锂离子电池自然成为有力的候选者之一。
1990年前后发明了锂离子电池。1991年锂离子电池实现商品化。1995年发明了聚合物锂离子电池,(采用凝胶聚合物电解质为隔膜和电解质)1999年开始商品化。现代社会电池的使用范围已经由40年代的手电筒、收音机、汽车、和摩托车的启动电源发展到现在的40-50种用途。小到从电子表手表、CD唱机、移动电话、MP3、MP4、照相机、摄影机、各种遥控器、剔须刀、手钻、儿童玩具等。大到从医院、宾馆、超市、电话交换机等场合的应急电源,电动工具、拖船、拖车、铲车、轮椅车、高尔夫球运动车、电动自行车、电动汽车、风力发电站用电池、导弹、潜艇和等军用电池。还有可以满足各种特殊要求的专用电池等。电池已经成为人类社会必不可少的便捷能源。
应该根据产品的用途选择合适的电池
如今,设计人员在为新产品选择电池时,很容易想到锂电池,但是对如何选择合适的锂电池,却缺乏深入的认识。锂是自然界中最轻的非气态金属物质,它的本征电位比任何其他金属都要低,因此,与其他种类的电池相比,锂电池的比容量(单位重量的容量)和体密度(单位体积的容量)都是最高的,具有无可比拟的优势。
锂电池的内阻很高,原因是其内部的电解液是胶体而不是水溶液。此外,极低的含水率、理化性能稳定的电极材料还使锂电池可以在很宽的温度范围内安全地工作。个别锂电池可以在-55℃的低温环境和+150℃的高温下工作。锂电池的额定输出电压为2.7~3.6V。
锂电池的电极材料
不同的电极材料会赋予锂电池不同的特性,这主要体现在以下几个方面:
● 额定电压、最低电压和最高电压;
● 初始放电电流、平均放电电流和最大放电电流;
● 连续放电性能和间歇放电性能;
● 在连接最小负载和最大负载(非连续)时的电压波动和放电时间;
● 寿命;
● 环境温度范围;
● 最低工作温度时的最大放电电流;
● 电压上升达下限的最短时间;
● 存储时间和存储条件;
锂电池的种类很多,常用的有锂-聚乙烯、锂-二氧化锰、锂-亚硫酰氯、锂-二氧化硫,以及碘化锂电池。
聚乙烯电池的输出电压为2.8V,其体密度比较高。圆柱形聚乙烯电池采用螺旋状阴极,并以人造波纹橡胶密封。这种结构虽说比较牢固,但是在某些特殊环境下,电池寿命还没有耗尽,橡胶密封材料就已经老化破损了,造成活性材料泄漏,引发事故。
与聚乙烯锂电池相比,LiMnO2电池在结构强度、体密度、安全性和输出能力等方面都更具优势,但是其使用寿命只及前者的一半。这种电池的内阻比其他电池都要低,因此非常适用于那些需要大电流连续
(或短时)供电的设备。碘化锂电池的活性物质完全是固态的,因此安全性最好。这种电池内部设计有隔离层,当外壳受外力冲击而破损时,隔离层可以发挥“自愈”作用。碘化锂电池的最大缺点是内阻大,不适用于小负载设备。
在军事/航天领域应用最多的当属LiSO2电池了。但是,这种电池的体密度比LiMnO2电池和聚乙烯电池低,使用寿命和体密度只有LiSOCl2电池的一半。
在所有的锂电池中,LiSOCl2电池的能量密度是最高的,其使用寿命更是首屈一指,达到了15~20年。这种电池特别适用于那些连续供电电流很小而短时供电电流比较大的设备。由于寿命长、自放电小,这种电池的耐环境能力也很出。
LiSOCl2电池比较常见的内部结构有两种:一种是螺旋缠绕式,一种是层叠缠绕式。此外,PulsesPlus 电池还采用了复合结构,即在层叠缠绕结构内加入了复合电容。
实际上,除了层叠缠绕结构的LiSOCl2电池外,其他的锂电池都采用了螺旋缠绕结构。螺旋缠绕结构可以提高负载能力,但是与层叠缠绕结构相比,其容量较小,自放电也更显著。
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、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Wh/kg或Wh/L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1.2V,其容量为
800mAh,则其能量为0.96Wh(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3.6Wh。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3.75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2.4V。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、、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
汽车电瓶如何充电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)。
CR2032锂锰扣式电池2元一节 CR2032锂电池专用电池座 1元一个容量:210MAH 直径:20MM 厚:3.2MM 重量:3克
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