鋰離子電池的性能包括電池充放電特性、溫度特性、循環(huán)壽命、自放電特性、安全性等。
US l8650鋰電池標(biāo)準(zhǔn)充電電壓為4.20土0.05V,充電電流為1000mA,在23℃下充2.5h。放電制度為恒電流700mA,放電到終止電壓為2.5V。為保證電池的安全性能,對(duì)電池的安全性能進(jìn)行檢測(cè)非常重要,也非常嚴(yán)格,一般在電池出廠前必須進(jìn)行過(guò)充電、鉆孔、外部短路、沸水浸漬、高溫油浸漬等試驗(yàn),以上試驗(yàn)要求破裂不著火。對(duì)過(guò)充電設(shè)置安全閥、低熔點(diǎn)分離片、PTC元件。
因PTC元件當(dāng)過(guò)大電流通過(guò)時(shí),由于溫度升高,電阻增大,可控制電流通過(guò)。在正極中添加Li2C03也可提高電池的安全性,因Li2C03在電壓5V左右分解,產(chǎn)生的氣體可使電池內(nèi)壓上升,打開(kāi)安全閥,切斷充電電流,阻止溫度上升。鋰離子電池電壓為3.3—3.8V,Cd-Ni,MH—Ni電池的電壓為1-2V,一般便攜式電器的操作電壓為3—12V,如把操作電壓降到3V,則一只鋰離子電池就行。因此,用鋰離子電池取代鎳鎘電池、鎳氫電池可省去兩只電池空間,并消除容量匹配的麻煩,降低成本,增加比能量。
鋰離子電池循環(huán)壽命一般在500~1000次。一般便攜式電器要求循環(huán)壽命300~500次,電動(dòng)汽車(chē)要求500~1000次,鋰離子電池適用于作電動(dòng)汽車(chē)電源。鋰離子電池可在-20~55℃溫度范圍內(nèi)使用,但大于45℃時(shí)自放電增大,容量下降。同時(shí)也不宜快速充電。
鋰離子電池用有機(jī)電解液電導(dǎo)率低,比水溶液電解質(zhì)低兩個(gè)數(shù)量級(jí),因而鋰離子電池放電倍率低,只適合于作便攜式電器的電源。即使是采用薄電極,室溫下也只能用2C連續(xù)放電,因而限制了鋰離子電池的應(yīng)用范圍。
鋰離子電池設(shè)有安全裝置,可以避免鋰枝晶生成而造成的內(nèi)部短路,只要控制充電時(shí)充電電壓,鋰離子電池是非常安全的,也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,因此被稱(chēng)為綠色電池。
目前,正極材料LiC002由于具有制造方便、開(kāi)路電壓高、比能量高、壽命長(zhǎng)、能快速放電等優(yōu)點(diǎn),已在鋰離子電池中得到廣泛應(yīng)用。但鈷資源少,價(jià)格昂貴,因而應(yīng)用受到限制。LiMn2O由于容量受溫度影響較大,而LiNiO制造困難,故二者目前尚未大量使用。但隨著技術(shù)水平的提高,LiNiO和LiMnzO必將成為鋰離子電池實(shí)用的正極材料。鋰離子電池必將成為2l世紀(jì)性能優(yōu)越、應(yīng)用廣泛的理想能源。