锂离子电池的优点与缺点

锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。习惯上，锂离子进入正极材料的过程叫嵌入，离开的过程叫脱嵌；锂离子进入负极材料的过程叫插入，离开的过程叫脱插。锂离子电池容易与下面两种电池概念混淆：

锂电池：虽然常常被用作为锂离子电池的简称。但严格意义的锂电池是锂原电池，存在锂单质。

锂离子聚合物电池：一种用聚合物取代液态有机溶剂的锂离子电池，其安全性较好。

优点

高能量密度：因电极材料不同而不同，按质量计算，可达150～200Wh/kg（540～720kJ/kg）；按体积计算，可达250～530Wh/L（0.9～1.9kJ/cm3）。

开路电压高：因电极材料不同而不同，可达3.3～4.2V。

输出功率大：因电极材料不同而不同，可达300～1500W/kg（@20秒）。

无记忆效应：磷酸铁锂锂离子电池无记忆效应，电池在未放空电的情况下可随时充放电，使用维护简便。

低自放电：<5%～10%/月。智能型锂离子电池由于有内建的监测电路，这个监测电路的工作电流甚至高于自放电电流。

工作温度范围宽：可在-20℃～60℃之间正常工作。

充、放电速度快

因此，锂离子电池广泛应用于消费电子产品、军工产品、航空产品等。

缺点

衰老：与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数无关，而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高，所以，在工作电流高的电子产品更容易体现。用钛酸锂取代石墨，似乎可以延长寿命。储存温度与容量永久损失速度的关系如下：

充电电量储存温度0℃储存温度25℃储存温度40℃储存温度60℃

40％～60％2％/年4％/年15％/年25％/年

100％6％/年20％/年35％/年80％/6月

回收率：大约有1%的出厂新品因种种原因需要回收。

不耐受过充：过充电时，过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中，无法再释放，可导致电池寿命缩短。

不耐受过放：过放电时（电压小于3.0V时放电），电极脱嵌过多锂离子，可导致晶格坍塌，从而缩短寿命。

需要多重保护机制：由于错误使用会减少寿命，甚至可能导致爆炸，所以，锂离子电池设计时增加了多种保护机制。

保护电路：防止过充、过放、过载、过热。

排气孔：避免电池内部压强过大。

隔膜：有较高的抗穿刺强度，防止内部短路；在电池内部温度过高时还能融化，阻止锂离子通过，阻滞电池反应，升高内阻（至2kΩ）。

排气孔、隔膜一旦激活，将使电池永久失效。