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感謝Jeff_Hil的投遞 認識一個東西，都是從比較好壞開始。沒有差哪來的優，移動配件專業站點南方通訊就從基本的指標入手，教大家如何分辨一些關于移動電源的重要概念。 鋰[url=]電池[/url]分類 高低貴賤，自有高低貴賤的理由。評價移動[url=]電源[/url]好壞，首要因素就是它使用的鋰電池分類。 為什么說這個分類很重要。因為鋰電池本身就是一個綜合的、大的概念，鋰電池、鋰離子電池、鋰離子聚合物電池，多幾個字這里面都大有文章，成本相差也是天差地別。 鋰電池，一般情況下是鋰離子電池的簡稱，但嚴格來說與鋰離子電池有很大的區別。鋰電池是鋰原電池，以鋰金屬或鋰合金為負極材料，內含純態的鋰金屬，使用非水電解質溶液的一次性電池。 鋰電池是一次性電池，那鋰離子電池是不是指可重復充放電的鋰電池呢？也非。廣義的可充放鋰電池是指由一個石墨負極，一個采用鈷、錳或磷酸鐵的正極，以及一種用于運送鋰離子的電解液所構成。但也有一次性鋰離子電池，它們使用鋰金屬或者嵌鋰材料作為負極。 鋰離子電池相對于鋰電池，多出的“離子”二字，就是強調了運送“鋰離子”的電解液。我們熟悉的18650電池，內含被吸附的液體電解液，因而所有的18650電池都屬于鋰離子電池。而18650電池之所以從鋰離子電池中被單獨提出來，是[url=]索尼[/url]基于工業化標準生產的需要，做出的直徑為18mm、長度為65.0mm的鋰離子可充放電池，使用范圍更廣、更常見。所以，除了18650的標準，還有16340電池。 至于鋰離子聚合物電池多出的“聚合物"三字，就是強調這是電解液為膠狀、固態或半固態的鋰離子電池。鋰離子聚合物電池之所以高大上，“固態聚合物”代替了傳統的液態電解質是根本原因。 使用膠態或固態聚合物取代液態有機溶劑電解液的好處，一是聚合物可以做成任意形狀適配不同的設備，適應能力高，設備的工業設計自由度就有保證。比如手機（18650這類形狀固定、使用液態電解液的電池明顯就無法做在今天的智能手機上）。二是聚合物狀態的電解液安全性更高：液體電解液在短路、處于高溫高壓的極端條件下是會爆炸的，聚合物則只會膨脹、鼓出來，再極端的狀態也不會發生爆炸燃燒的情況。 另外，現在的鋰離子聚合物電池，都是可充放電池，并非像鋰離子電池那樣，還有一次性、不可重復使用的品種。 總結 以是否能重復充放電為標準，鋰離子聚合物電池全部屬于可重復充放電，鋰離子電池大部分可以、少部分不行，鋰電池則完全不行。 以成本、生產難度衡量，鋰離子聚合物電池 > 鋰離子電池 > 鋰電池。 以安全性衡量，鋰離子聚合物 > 鋰離子電池/鋰電池。 以形態是否固定衡量，鋰離子聚合物可“自定義”程度最高，鋰離子電池/鋰電池次之。 當然，這里還要強調一點，我們現在討論的鋰電池、鋰離子電池、鋰離子聚合物電池，是以內部電解質為分類標準，主要影響生產成本、電池安全性、電池結構/外形。 至于電池性能，正極電芯的影響更大，比如采用鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等基于鈷鋰、錳鋰、鎳鋰的不同正極材料，各方面的性能是不一樣的。下一篇文章將帶來關于這方面的說明。 之前南方通訊寫了移動電源系列文章第一篇——鋰電池/鋰離子電池/鋰離子聚合物電池分類。這是第二篇關于正極電芯的內容。 要想徹底了解影響鋰離子[url=]電池[/url]性能的要素，必須先知道鋰離子電池的放電/充電的原理和一般結構組成。 一般來說，化學電池都是靠正極、負極活性物質在氧化還原反應（正極化合物失電子、負極化合物得電子）過程中，把化學能轉化為電能。鋰離子電池相對普通化學電池有什么特殊么？沒有。鋰離子電池之所以強調“鋰離子”三字，是因為其正負極活性物質是含鋰化合物。 既然本質上都是氧化還原反應，鋰離子電池具體又是如何產生電流的呢——靠的是正極/負極層狀物質晶體中，鋰離子不斷的嵌入/脫嵌，具體如圖：
我們都知道，鋰離子電池是由正極、負極、電解質三個基本部分組成。正極和負極作為存儲鋰離子的載體——層狀物質晶體，充電時，鋰離子從正極脫嵌經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰態，正極處于貧鋰態，同時電子的補償電荷從外電路供給到碳負極，保證負極的電荷平衡。放電時則相反，鋰離子從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極，正極處于富鋰態。 目前，負極材料是確定的，一般采用的是碳素材料——石墨（鋰離子嵌入碳化合物）；所以，與負極材料對應的正極材料這個“鋰離子容器”，其儲藏的鋰離子越多、密度越大，鋰離子電池儲存的電量就越大；其晶體結構的化學性質越是穩定，鋰離子電池的安全性就越高；其老化特性（即隨著使用時間增長發生的材料變形，晶體結構破壞，內阻逐漸升高）越不明顯，鋰離子電池的循環次數越多。一句話總結，不同的正極材料，很大程度上決定了鋰離子電池的容量、安全性、壽命。
(鈷酸鋰層狀晶體正極示意圖） 基本我們可以這么說，決定鋰離子電池性能的關鍵，是正極材料，而不同正極材料比拼的，是含鋰化合物晶體結構的穩定性、嵌入鋰離子數量、老化特性。 目前鋰離子電池使用的正極材料，有包括層狀結構的鈷酸鋰、鎳酸鋰，尖晶石結構的錳酸鋰（同樣也有層狀結構的錳酸鋰LiMnO2），橄欖石結構的磷酸鐵鋰，和三元材料（簡單點可以看做鈷鋰、鎳鋰、錳鋰某種程度的“混合”），它們各有優缺點。不過由于各個公司的研發和生產水平不同，對于不同的正極材料，各種流行的說法大家爭論不休，這里只列舉一家公司公開的數據來做對比：
參數說明： 電壓越高，充放電功率也越大，在電池容量一定的情況下，意味著更快的充放電（不考慮控制芯片作用的情況下）。另外，正極材料電壓不同，也要求配合不同的電解質，這樣才能充分發揮鋰離子電池的性能。 振實密度，也稱壓實密度，是指面密度/極片碾壓后的厚度(集流體厚度) ，單位：g/cm3。一般來說，壓實密度越大，電池的容量就能做的越高，所以壓實密度也被看做材料能量密度的參考指標之一。不過壓實密度講求的是合適，過大或過小，都不利于鋰離子的嵌入嵌出。而合適的正極壓實密度，可以增大電池的放電容量，減小內阻，減小極化損失，延長電池的循環壽命。 循環壽命很好理解，就是衡量正極材料老化特性。 總結 很明顯，不考慮還未實用的磷酸鐵鋰，目前綜合性能最優的材料還是三元材料。至于鈷酸鋰，性價比最高，所以目前也是使用最廣的。 |
