锂离子电池的正负极材料

　　我们经常会看到磷酸铁锂，三元等专业的锂离子电池术语，这些都是根据锂离子电池正极材料来区分锂离子电池的类型。相对来讲，锂离子电池的正、负极材料对电池性能的影响比较大，是大家比较关心的方面。那么，当前市场上都有哪些常见的正负极材料呢？用他们做锂离子电池，又有哪些优缺点？

　　1.正极材料

　　首先，我们来看看正极材料，正极材料的选择，主要基于以下几个因素考虑：

　　1)具有较高的氧化还原反应电位，使锂离子电池达到较高的输出电压；

　　2)锂元素含量高，材料堆积密度高，使得锂离子电池具有较高的能量密度；

　　3)化学反应过程中的结构稳定性要好，使得锂离子电池具有长循环寿命；

　　4)电导率要高，使得锂离子电池具有良好的充放电倍率性能；

　　5)化学稳定性和热稳定性要好，不易分解和发热，使得锂离子电池具有良好的安全性；

　　6)价格便宜，使得锂离子电池的成本足够低；

　　7)制造工艺相对简单，便于大规模生产；

　　8)对环境的污染低，易于回收利用。

　　当前，锂离子电池的能量密度、充放电倍率、安全性等一些关键指标，主要受制于正极材料。

锂离子电池的内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力，它包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化内阻和浓差极化内阻。

　　欧姆内阻由电极材料、电解质、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极极化和浓差极化引起的电阻。

　　内阻的单位一般是毫欧姆(mΩ)，内阻大的电池，在充放电的时候，内部功耗大，发热严重，会造成锂离子电池的加速老化和寿命衰减，同时也会限制大倍率的充放电应用。所以，内阻做的越小，锂离子电池的寿命和倍率性能就会越好。

　　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。本文仅介绍前两种常用的。

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。这里列举大家较熟悉的1＃（尺寸代码D）、2＃（尺寸代码C）及5＃（尺寸代码AA）电池的主要参数。

　　CR表示为圆柱形锂－二氧化锰电池；五位数字中，前两位表示电池的直径，后三位表示带一位小数的高度。例如，CR14505，其直径为14mm，高度为50 5mm（这种型号是通用的）。

　　这里要指出的是不同工厂生产的同型号的电池其参数可能有些差别。另外，标准放电电流值是较小的，实际放电电流可以大于标准放电电流，并且连续放电及脉冲放电的允许放电电流也不同，由电池厂提供有关数据。例如，力兴电源公司生产的CR14505给出大连续放电电流为1000mA，大脉冲放电电流可达2500mA。

　　照相机中用的锂电池多半是锂－二氧化锰电池。这里将照相机中常用的锂－二氧化锰电池列入表2，供参考。

　　纽扣式（扣式）电池尺寸较小，其直径为12 5～24 5mm，高度为1 6～5 0mm。几种较常用的扣式电池如表3所示。

　　CR为圆柱形锂－二氧化锰电池，后四位数字中前两位为电池的直径尺寸，后两位为带小数点的高度尺寸。例如，CR1220的直径为12 5mm（不包括小数点后的数），其高度为2 0mm。这种型号表示方法是国际通用的。

　　这种扣式电池常用于时钟、计算器、电子记事本、照相机、助听器、电子游戏机、IC卡、备用电源等。