电动汽车及动力蓄电池介绍（二）蓄电池(4)

4. 锂电池的特征

1、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%。

2、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。

3、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。

4、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。

5、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。

6、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。

7、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。

5. 锂电池的应用

随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多， 对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶 段。

最早得以应用的是锂亚原电池，用于心脏起搏器中。由于锂 亚电池的自放电率极低，放电电压十分平缓。使得起搏器植入人 体长期使用成为可能。

锂锰电池一般有高于 3.0 伏的标称电压， 更适合作集成电路 电源，广泛用于计算机、计算器、手表中。

现在， 锂离子电池大量应用在手机、 笔记本电脑、 电动工具、 电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上，可以说是最大的 应用群体。

6. 锂电池的发展前景

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。

7. 电池正极材料

锂电池可依正极材料的不同分为锂钴电池(LiCoO2 锂锰电池 (LiMnO2 )、锂镍电池(LiNiO2)及磷酸锂铁电池(LiFePO4) 。 当中锂钴电池以应用于手持式装臵电子产品为主， 而锂镍电池因 为安全性尚未克服，所以目前生产者以及使用者都很少，而锂锰 电池因为具有的电容量、安全等特性，目前被广泛应用。最近发 展的磷酸锂铁电池，虽然有相当良好的安全性，且被视为应用在 车辆的明日之星，不过因为烧结不易、成本较高等问题，使其仍 在技术改进和市场推行阶段。

锂电池正极材料性能对比

资料来源：电动汽车网，英大证券研究所

国际上以改进型锰酸锂和磷酸铁力为区分， 分为两种动力锂 电技术路线：日韩系和北美系。

磷酸铁锂和锰酸锂优劣势比较及其电池比较

资料来源：电动汽车网，英大证券研究所

日韩系一般用改性锰酸锂或者改性三元材料。 锰酸锂的优点 是倍率性能好，制备比较容易，成本较低。缺点是由于锰的溶解导致高性能和循环性能不佳，通过掺杂铝和烧结造粒，高性能和 循环引得到了很大的提高，基本上能够满足实际使用。应该说， 从目前公开的资料来看，改性锰酸锂使用情况还不错。

北美系，目前是集中精力再做磷酸铁锂。美国热衷于磷酸铁 锂，磷酸铁锂最突出的优点是安全性好，但也有电导率低，制备 复杂等缺点。 事实上， 目前磷酸铁锂的成本大概是锰酸锂的两倍， 价格不低。

我国在锂电池的研发生产中， 并没有一味的偏向锰酸锂电池 或是磷酸铁力电池， 毕竟在目前技术的研发中两种正极材料的电 池并没有表现出一种无法取代的优越性。

8. 新型负极材料─钛酸锂、钛氧化物

酸锂负极材料采用二氧化钛和无机锂盐作为原料， 以低温熔 融盐为合成介质，通过发生固相反应合成尖晶石型钛酸锂。

钛酸锂材料理论比容量为 175 mAh/g，实际比容量大于 160mAh/g。钛酸锂材料有独特的优势如：①具有循环寿命长，高 稳定性能;②放电平台可达 1.55V;③Li4Ti5O12 是一种“零应变材料” ，锂离子具有很好的迁移性。④这种零应变材料使其 在锂电池负极材料中倍受关注。⑤倍率性能优越。

日本产业技术综合研究所(产综研)开发出了锂离子充电电 池用新型氧化物负极材料。据产综研介绍，这一成果有助于实现 锂离子充电电池的高容量化、低成本化以及长寿命化。此次还同 时开发出了可在 200～300℃相对较低的温度下进行合成的方法。

电池负极材料比较