常見的鋰離子電池特性及參數

我們經常談論三元鋰離子電池或鋰鐵電池，這是根據積極的活動數據命名的。本文綜述了六種常見的鋰離子電池類型及其重要功能參數。

眾所周知，細胞的技術路線相同，其詳細參數也不盡相同，本文展示了當時的一般參數水平。六個鋰離子電池分別是LiCoO2、LiMn2O4、LiNiMnCoO2或NMC、LiNiCoAlO2或NCA、磷酸鐵鋰(LiFePO4)和鈦酸鋰(Li4Ti5O12)。

氧化鈷鋰(LiCoO2)

它的高比能使鈷酸鋰成為手機、筆記本電腦和數碼相機的熱門選擇。電池由鈷氧化物陰極和石墨碳陽極組成。陰極具有層狀結構。鋰離子在放電過程中從陽極向陰極移動，充電過程則相反。

陰極具有層狀結構。在放電過程中，鋰離子從陽極移動到陰極。充電時，電流從陰極流向陽極。

鋰鈷氧化物的缺點是使用壽命較短，熱穩定性低，負載能力(比功率)有限。與其他鈷混合鋰離子電池相同，鈷酸鋰采用石墨陽極，其循環壽命重要受固體電解質界面(SEI)的限制，重要受SEI膜逐漸增厚的限制，以及在快速充電或低溫充電時的陽極鋰電鍍。較新的信息系統新增了鎳、錳和/或鋁，以提高壽命、負載能力和降低成本。鋰鈷氧化物不能以高于其容量的電流充電或放電。這意味著2400毫安的18650電池只能以低于2400毫安的速度充放電。強迫快速充電或施加高于2400mA的負載會導致過熱和過載壓力。關于最優的快速充電，制造商建議充電速率為0.8c或約2000mA。電池維護電路將能量單元的充放電速率限制在大約1C的安全水平。六邊形的蛛網圖(圖2)總結了鋰鈷氧化物與操作相關的詳細的能量或容量函數;能夠供應詳細的電力或大電流;安全;功能體現在高低溫環境;長壽包括日歷長壽和周期長壽;成本的特點。其他重要的特點沒有顯示在蜘蛛圖包括毒性，快速充電的能力，自我放電，和保質期。鋰鈷氧化物正被鋰錳氧化物取代，特別是NMC和NCA，因為鈷的成本高，與其他活性陰極材料混合后，其功能得到明顯改善。(參見下面對NMC和NCA的描述。)

鋰錳酸鹽(LiMn2O4)

尖晶石錳酸鋰離子電池首次發表于1983年的數據研究報告中。1996年Molipower公司將以錳酸鋰為陰極的鋰離子電池商業化。該結構形成了三維尖晶石結構，提高了電極上的離子活性，降低了內阻，提高了電流承載能力。尖晶石的另一個優點是高的熱穩定性和改進的安全性，但有限的周期和日歷壽命。低內阻，快速充電，高電流放電。18650型電池，錳酸鋰離子電池可20-30A電流，蓄熱適中。也能夠應用負載脈沖高達50A1秒。在此電流下持續的高負荷將導致熱量積聚，電池溫度不得超過80C(176F)。錳酸鋰用于電動工具、醫療設備、混合動力和純電動汽車。圖4顯示了錳酸鋰離子電池陰極上三維晶體骨架的形成。尖晶石結構通常是由連接到晶格的鉆石形狀組成，通常是在電池形成后出現。