| [作者]CRT [头衔] [经验]17806 [等级]三等兵
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锂电池的研究
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。
锂离子电池的作用
锂离子电池目前由液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)两类。其中，液态锂离子电池是指 Li +嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2或LiMn2O4，负极采用锂-碳层间化合物。锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是21世纪发展的理想能源。
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，大大减少了对环境的污染。
锂离子电池发展史
锂电池（锂原电池）和锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池。锂原电池的负极是金属锂，正极用MnO2，SOCL2，(CFx)n等。70年代进入实用化。因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，在一些军事和民用小型电器中使用。现在，锂离子电池应用范围更加广泛，如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、并部分代替了传统电池，而锂原电池的应用领域不断缩小。 现在由于数码产品的普及，如手机、笔记本电脑等，使得性能优异的锂离子电池得到广泛应用。现在，人们习惯上把“锂离子电池”叫做“锂电池”，要了解请查看“锂离子电池”词条。
锂离子电池发展前景
锂电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，邮电通讯的不间断电源，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。 锂离子电池以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。目前开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用，预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。随着能源的紧缺和世界的环保方面的压力。锂电现在被广泛应用于电动车行业，特别是磷酸铁锂材料电池的出现，更推动了锂电池产业的发展和应用。
电池的基本性能
(1)电池的开路电压 (2)电池的内阻 (3)电池的工作电压 (4)充电电压 充电电压是指二次电池在充电时，外电源加在电池两端的电压。充电的基本方法有恒电流充电和恒电压充电。一般采用恒电流充电，其特点时在充电过程中充电电流恒定不变。随着充电的进行，活性物质被恢复，电极反应面积不断缩小，电机的极化逐渐增高。 (5)电池容量 电池容量是指从电池获得电量的量，常用C表示，单位常用Ah或mAh表示。容量是电池电性能的重要指标。电池的容量通常分为理论容量、实际容量和额定容量。 电池容量由电极的容量决定，若电极的容量不等，电池的容量取决于容量小的那个电极，但决不是正负极容量之和。 (6)电池的贮存性能和寿命 化学电源的主要特点之一是在使用时能够放出电能，不用时能贮存电能。所谓贮存性能对于二次电池来说为充电保持能力。 对于二次电池，使用寿命时衡量电池性能好坏的一个重要参数。二次电池经过一次充电和放电，称为一个周期（或一次循环）。在一定的充放电制度下，电池容量达到某一规定值之前电池能经受的充放电次数称为二次电池的使用周期。锂离子电池具有优良的贮存性能和长的循环寿命。
锂离子电池的特征
A. 高能量密度 锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。 B. 高电压 一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。 C. 无污染 锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。 D. 不含金属锂 锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。 E. 循环寿命高 在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂（以下称磷铁）则可以达到2000次。 F. 无记忆效应 记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。 G. 快速充电 使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5--2.5个小时内就充满电；而新开发的磷铁锂电，已经可以在35分钟内充满电。
锂电池的保护电路
由两个场效应管和专用保护集成块S--8232组成，过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路，由保护IC监视电池电压并进行控制，当电池电压上升至4.2V时，过充电保护管FET2截止，停止充电。为防止误动作，一般在外电路加有延时电容。当电池处于放电状态下，电池电压降至2.55V时，过放电控制管FET1截止，停止向负载供电。过电流保护是在当负载上有较大电流流过时，控制FET1使其截止，停止向负载放电，目的是为了保护电池和场效应管。过电流检测是利用场效应管的导通电阻作为检测电阻，监视它的电压降，当电压降超过设定值时就停止放电。在电路中一般还加有延时电路，以区分浪涌电流和短路电流。该电路功能完善，性能可靠，但专业性强，且专用集成块不易购买，业余爱好者不易仿制。 因为Li+电池过充或过放可能会导致爆炸并造成人员伤害，所以使用这类电池时，安全是主要关心的问题。因此，商用锂离子电池组通常包括象DS2720这样的保护电路(图7)。DS2720提供了可充电Li+电池所需的所有保护功能，如：在充电时保护电池、防止电路过流、通过限制电池的放电电压延长电池寿命。电路如上图。.
简易充电电路
现在有不少商家出售不带充电板的单节锂电池。其性能优越，价格低廉，可用于自制产品及锂电池组的维修代换，因而深受广大电子爱好者喜爱。有兴趣的读者可参照图二制作一块充电板。其原理是：采用恒定电压给电池充电，确保不会过充。输入直流电压高于所充电池电压3伏即可。R1、Q1、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。随着被充电池电压的上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后R4上的压降将降低，从而使Q3截止， LED将熄灭，为保证电池能够充足，请在指示灯熄灭后继续充1—2小时。使用时请给Q2、Q3装上合适的散热器。本电路的优点是：制作简单，元器件易购，充电安全，显示直观，并且不会损坏电池．通过改变W1可以对多节串联锂电池充电，改变W２可以对充电电流进行大范围调节。缺点是：无过放电控制电路。
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[发帖]1186 [回帖]589 [登陆]984 [发表时间]2010/9/1 15:03:47 [2楼]
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单节锂电池的应用举例
1、作电池组维修代换品有许多电池组：如笔记本电脑上用的那种，经维修发现，此电池组损坏时仅是个别电池有问题。可以选用合适的单节锂电池进行更换。 2、制作高亮微型电筒笔者曾用单节3.7V1.4--2.4AH锂电池配合一个白色超高亮度发光管做成一只微型电筒，使用方便，小巧美观。由于电池容量大，平均每晚使用半小时，可以使用2--4月仍无需充电。 3、代替3V电源 由于单节锂电池电压为3.7V。因此仅需一节锂电池便可代替两节普通电池，给收音机、随身听、照相机等小家电产品供电，不仅重量轻，而且连续使用时间长。
锂电池的保存
锂原电池自放电很低，可保存3年之久，在冷藏的条件下保存，效果会更好。将锂原电池存放在低温的地方，不失是一个好方法。 锂离子电池在20℃下可储存半年以上，这是由于它的自放电率很低，而且大部分容量可以恢复。 锂电池存在的自放电现象，如果电池电压在3.6V以下长时间保存，会导致电池过放电而破坏电池内部结构，减少电池寿命。因此长期保存的锂电池应当每3~6个月补电一次，即充电到电压为3.8~3.9V（锂电池最佳储存电压为3.85V左右）为宜，不宜充满。 锂电池的应用温度范围很广，在北方的冬天室外，仍然可以使用，但容量会降低很多，如果回到室温的条件下，容量又可以恢复。 注意事项 锂原电池： 与锂离子电池不同，它不能充电，充电十分危险。其他注意事项，与锂离子电池相当。
锂离子电池的使用，注意三点：
1、如何为新电池充电
在使用锂电池[1]中应注意的是，电池放置一段时间后则进入休眠状态，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易 激活，只要经过3—5次正常的充放电循环就可 激活 电池，恢复正常容量。由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有记忆效应 。因此用户新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。 对于锂电池的“激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便 激活 电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍电池（如镍镉和镍氢）延续下来的说法。所以这种说法，可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，而且可以非常明确的告诉大家，我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电。 可以参考词条：“锂离子电池”。 此外，锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说，如果你的锂电池在充满后，放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。 此外在对某些机器上，充电超过一定的时间后，如果不去取下充电器，这时系统不仅不停止充电，还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的，但显然对电池的寿命而言是不利的。同时，长充电需要很长的时间，往往需要在夜间进行，而以我国电网的情况看，许多地方夜间的电压都比较高，而且波动较大。前面已经说过，锂电池是很娇贵的，它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多，于是这又带来附加的危险。 此外，不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电，过放电对锂电池同样也很不利。这就引出下面的问题。
2、正常使用中应该何时开始充电
因为充放电的次数是有限的，所以应该将锂电池的电尽可能用光再充电。但是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表，关于循环寿命的数据列出如下： 循环寿命 (10%DOD):>1000次 循环寿命 (100%DOD):>200次 其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见，可充电次数和放电深度有关，10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相对总容量：10%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放电还是要比较好一些，但前面网友的那个说法要做一些修正：在正常情况下，你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电，但假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候，就应该及时开始充电，当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。 而你需要充电以应付预计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时候，即使在电池尚有很多余电时，那么你也只管提前充电，因为你并没有真正损失“1”次充电循环寿命，也就是“0.x”次而已，而且往往这个x会很小。 电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法，就是“尽量把机器的电池的电量用完，最好用到自动关机”。这种做法其实只是镍电池上的做法，目的是避免 记忆效应 发生，不幸的是它也在锂电池上流传至今。曾经有人因为机器电池电量过低的警告出现后，仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的机器在后来的充电及开机中均无反应，不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低，以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。
3、对锂电池的正确做法
归结起来，对锂电池在使用中的充放电问题最重要的提示是： 1、按照标准的时间和程序充电，即使是前三次也要如此进行； 2、当出现机器电量过低提示时，应该尽量及时开始充电； 3、锂电池的激活并不需要特别的方法，在机器正常使用中锂电池会自然激活 。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电 激活 ”方法，实际上也不会有效果。 因此，所有追求12小时超长充电和把锂电池用到自动关机的做法，都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的，请你及时改正，也许为时还不晚。
4、使用锂电池注意防火
有许多人或许是从手机才开始熟悉锂电池的。其实，它在许多家电中都有使用。毋庸置疑，锂电池高效、体轻等等优点正使其迅速地推广应用开来。可是，你是否知道，使用不慎，它也会使你惹“火”上身？ 锂电池具有体轻、高效、耐低温（－40℃）等优点，0．3cm厚、邮票大小的锂电池可连续使用5年以上，近年来正逐步淘汰现用的碱性干电池和锰电池，广泛应用于许多高档家电和手机中。 锂电池不同于现用的锰电池和碱性干电池的氯化锌和氢氧化钾水溶电解液，它使用的是有机溶媒，同一般电池相比，离子化倾向强、正负极电压差大，这样提高了锂电池的工作效能。 但是，锂电池在使用过程中常常会出现发热、燃烧现象，轻者影响主机使用，重者还会烧毁主机引起火灾。据报道，日本近年来已发生多起因锂电池发热燃烧引起的家庭火灾事故。 那么锂电池为什么会发热、燃烧呢？对于锂原电池来说，原来锂电池中的许多材料与水接触后，可发生剧烈的化学反应并释放出大量热能导致发热、燃烧现象。锂电池正极的二氧化锰，只沾一小滴水便可出现发热现象。锂电池中的氯化亚硫与水接触后，在生成盐酸和二氧化硫的同时释放热能，几种因素使锂电池成为生活中的“火种”。而对于手机电池之类的锂离子电池，由于循环充放电使用，电池内部发生微短路的可能性越来越大，不正确使用造成高温高压，使电解液分解，隔膜破损，而发生泄漏或燃烧的可能，因此人们在使用锂电池时一定要注意防水、防高温、防潮湿。各种主机停用后，应取下锂电池置于干燥、低温处妥善保管，以预防和避免因锂电池使用不当而引起家庭火灾事故的发生。另外，也要避免锐物刺穿锂电池。
“超级”锂电池
刚研发出来的超级锂电池能在短时间迅速充电完成，例如手机充电一般20秒，这种电池有可能加大电池未来的使用领域，例如使用在电动汽车上，使中途充电如加油一般方便。
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[发帖]1186 [回帖]589 [登陆]984 [发表时间]2010/9/1 15:04:39 [3楼]
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锂锰电池常规型号
电池型号 标称电压 （V） 标称容量 （mAh） 工作电流(mA) 最大尺寸(mm) 直径*高度 重量(g)
标准电流 连续电流 脉冲电流
CR3032 3V 550mAh 0.2mA 3.0mA 20mA 30.0mm*3.2mm 6.8g
CR2477 3v 950mAh 0.2mA 3.0mA 20mA 24.5mm*7.7mm 9.9g
CR2450 3v 550mAh 0.2mA 3.0mA 20mA 24.5mm*5.0mm 5.8g
CR2430 3v 270mAh 0.2mA 3.0mA 20mA 24.5mm*3.0mm 4.3g
CR2412 3v 90mAh 0.1mA 1.0mA 15mA 24.5mm*1.2mm 2.2g
CR2354 3v 530mAh 0.2mA 3.0mA 20mA 23.0mm*5.4mm 6.3g
CR2335 3V 300mAh 0.2mA 3.0mA 20mA 23.0mm*3.5mm 4.2g
CR2330 3V 260mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 23.0mm*3.0mm 3.7g
CR2325 3V 190mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 23.0mm*2.5mm 3.2g
CR2320 3V 130mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 23.0mm*2.0mm 2.7g
CR2032 3V 220mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 20.0mm*3.2mm 3.0g
CR2025 3V 150mAh 0.2mA 2.0mA 20mA 20.0mm*2.5mm 2.5g
CR2016 3V 75mAh 0.1mA 1.0mA 15mA 20.0mm*1.6mm 1.7g
CR1632 3V 120mAh 0.1mA 1.0mA 15mA 16.0mm*3.2mm 1.8g
CR1620 3 V 70mAh 0.1mA 1.0mA 10mA 16.0mm*2.0mm 1.2g
CR1616 3V 50mAh 0.1mA 1.0mA 10mA 16.0mm*1.6mm 1.1g
CR1225 3V 50mAh 0.1mA 1.0mA 5mA 12.5mm*2.5mm 0.9g
CR1216 3V 25mAh 0.1mA 1.0mA 5mA 12.0mm*1.6mm 0.7
CR1025 3V 30mAh 0.1mA 1.0mA 5mA 10.0mm*2.5mm 0.6g
CR1220 3V 38mAh 0.1mA 1.0mA 5mA 12.0mm*2.0mm 0.8g
圆柱锂离子电池常见型号
常规圆柱锂离子电池产品表
型号 额定容量（mAh） 标称电压 尺寸(最大mm) 内阻 (mΩ) 额定充电电压（V） 放电终止电压（V） 参考重量（g）
φ直径 高度H
ICR18650 2400 3.7V 18.3 65 ≤60 4.2 3 46
ICR18650 2200 3.7V 18.3 65 ≤60 4.2 3 45
ICR18650 2000 3.7V 18.3 65 ≤60 4.2 3 43
ICR18490 1400 3.7V 18.3 49 ≤70 4.2 3 36
ICR14500 800 3.7V 14.0 50 ≤80 4.2 3 26
ICR14430 700 3.7V 14.3 43 ≤80 4.2 3 18
ICR14650 1100 3.7V 14.2 65 ≤80 4.2 3 30
动力型圆柱锂离子电池产品表
型号 额定容量（mAh） 标称电压 尺寸(最大mm) 内阻 (mΩ) 额定充电电压（V） 放电终止电压（V） 参考重量（g）
φ直径 高度H
ITR18650 1500 3.7V 18.3 65 ≤30 4.2 3 45
ITR18650 1300 3.7V 18.3 65 ≤30 4.2 3 45
ITR18490 1100 3.7V 18.3 49 ≤30 4.2 3 36
磷酸铁锂型圆柱锂离子电池产品表
型号 额定容量（mAh） 标称电压 尺寸(最大mm) 内阻 (mΩ) 额定充电电压（V） 放电终止电压（V） 参考重量（g）
φ直径 高度H
IFR22650 1800 3.2V 22 65 ≤30 3.65 2.5 75
IFR26650 3000 3.2V 26.5 65 ≤30 3.65 2.5 85
IFR18650 1100 3.2V 18.3 65 ≤30 3.65 2.5 41
IFR18650 1400 3.2V 18.3 65 ≤70 3.65 2.5 41
IFR18490 1000 3.2V 18.3 49 ≤70 3.65 2.5 34
而方型锂离子电池的型号，就更多了，MP3,MP4、手机、航模等产品上广泛使用。
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