锂离子电池的性能优势和缺陷总结

锂离子电池在各个领域被广泛使用要归功于自身众多的优良性能。

锂离子电池优点如下：

（1）锂电池电压平台高 。单体电池的平均电压为3.7V 或3.2V，约等于3 只镍镉电池或镍氢电池的串联电压，便于组成电池组。
（2）具有高储存能量密度。相对其他电池而言锂电池能量密度很高，目前已达到460-600Wh/kg，约为铅酸电池的6-7 倍。这就意味着在相同电荷容量下，锂电池重量更轻。据计算相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-1/6。
（3）使用寿命相对较长。锂电池的使用寿命可达到6 年以上。以磷酸亚铁锂为正极的锂电池为例，在1C 充放电倍率下，循环周期的最高纪录可达1000 次。
（4）具备高功率承受力。电动汽车用的磷酸亚铁锂离子电池最高充放电倍率可以达到15C-30C，这非常适合动力汽车高强度的启动和加速。
（5）自放电率很低。自放电率是锂离子电池最突出的优越性之一，室温下满电存储1 个月的自放电率约10％左右，而同等条件下镍镉为25～30％、镍氢为30～35％。
（6）无记忆效应。这意味着锂离子电池可以随时充放电,而不必像镍氢、镍锡电池一样,必须要等到电量耗尽。
（7）高低温适应性强。锂电池可在-20℃--60℃的环境下使用，经过工艺上的处理，可以在-45℃环境下使用。
（8）绿色环保。不论生产、使用和报废都不含有也不产生铅、汞、镉等有毒重金属物质。
（9）锂离子电池的主要原材料锂、锰、铁、钒等在我国都是富产资源；生产基本不消耗水，对水之源稀缺的国家十分有利。

但锂电池也具有自身不可克服的缺陷，总结如下：

（1）低温下电池性能明显恶化，放电平台下降、输出功率减小、可用电量衰减等。
（2）错误使用存在安全隐患。由于锂离子电池组成物质非常活跃，若使用错误将会出现电解液分解、燃烧甚至爆炸的重大事故。
（3）不同放电倍率对电池的可用容量影响较大。
（4）过充电和过放电均会对电池造成不可恢复的损害。针对以上的缺点，一般大容量的锂电池组均采用了保护装置来监视电池的使用过程。

表1 给出了锂离子电池和其他电池性能的对照关系。

二次电池分类	锂离子电池	镍氢电池	镍镉电池	铅酸电池
正极体系	锂过渡金属氧化物	氢氧化亚镍	氢氧化亚镍	二氧化铅
负极体系	石墨等层状物	储氢合金	氧化镉	海绵铅
隔膜体系	PP/PEPP或PE	PP	尼龙	玻璃纤维棉
电解液体系	有机锂盐电解液	KOH水溶液	KOH水溶液	稀硫酸
标称电压	3.0~3.7	1.2	1.2	2.0
体积能量密度	350~400wh/l	320~350wh/l	160~180wh/l	65~wh/l
重量能量密度	180~200wh/kg	60~65wh/kg	40~45wh/kg	25~30wh/kg
电池原理	离子迁移	氧化还原	氧化还原	氧化还原
充放电方法	恒流恒压充电	恒流充电	恒流充电	恒流充电
充电终点控制	恒流/限压	恒流限时	恒流限时	恒流稳压
安全性	有一定隐患	安全	安全	安全
环保	环保	环保	镉污染	铅污染
最佳工作温度	0℃~45℃	-20℃~45℃	-20℃~60℃	-40℃~70℃
价格（元/wh）	2.2~2.8/wh	3.5~4.0/wh	2.2~2.8/wh	0.7~1.0/wh
充电器成本	高（恒流恒压）	一般（控制恒流源）	一般（控制恒流源）	低（稳压源）