锂电池原理和锂电池的正确使用方法介绍

锂电池原理

锂电池分为锂金属电池和锂离子电池。

锂金属电池常采用二氧化锰MnO2作为正极材料，采用金属锂Li或其合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。其放电反应的化学方程式为Li+MnO2=LiMnO2。

锂离子电池是一种充电电池，常采用锂合金的金属氧化物作为正极材料，采用石墨作为负极材料，使用非水电解质溶液的电池。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。其充电时正极的化学方程式为LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)，负极的化学方程式为6C+XLi++Xe- = LixC6，充电时电池总反应为LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6。

锂电池的构造

锂电池一般包括正极、负极、电解质、隔膜、正极引线、负极引线、中心端子、绝缘材料、安全阀、密封圈、PTC正温度控制端子、电池壳等。其中，正负极、电解质、隔膜、电池壳最为重要。

正极---采用能吸藏锂离子碳极，放电时，锂变成锂离子，脱离电池阳极，到达锂离子电池阴极。

负极---材料选择电位接近锂电位的可嵌入锂化合物，比如各种碳材料包括天然石墨、碳纤维、合成石墨、中间相小球碳素等和金属氧化物。

电解质——采用LiPF6的乙烯碳酸脂、丙烯碳酸脂和低粘度二乙基碳酸脂等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系。

隔膜——采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜，尤其是PP/PE/PP三层隔膜不仅熔点较低，而且具有较高的抗穿刺强度，起到了热保险作用。

电池壳——采用钢或铝材料，盖体组件具有防爆断电的功能。

锂电池发生爆炸的原因

近几年，锂电池发生爆炸的事故时有发生，很多人对锂电池已经有了畏惧感。发生爆炸的原因有可能是锂电池本身的特性、质量引起的，也有可能是人为原因导致的。总结下原因，是以下四种：

1、内部短路

锂电池由于结构或工艺缺陷导致极耳内插、隔膜包裹富余过少、毛刺、隔膜打折等。极耳内插往往出现在厚电池且内并联的结构中，极耳位绝缘不到位，在后续成品加保护板或使用过程容易导致内部急性短路从而出现燃烧或爆炸。

2、外部短路

1AH以下的电池外短路导致出现鼓胀或干脆把极耳烧断。动力锂电池在用户使用过程中电池组晃动引起电池外部绝缘保护膜破损或者连接线皮破损，最终导致短路燃烧。

3、过充爆炸

用户过度给锂电池充电，容易造成爆炸。即用户不按要求使用匹配的充电器，从而破坏保护线路且用户往往充电都是不限时充造成爆炸；电池配组不合理且保护板失效，这种情况也容易发生爆炸。

4、材料引起的爆炸

锂电池电池本身的材料质量不过关。材料不过关，可能会在标定的电压电流下产生过热，从而发生爆炸的事故。

锂电池的正确使用方法

1、减少充电次数

锂电池几乎没有记忆性，但是有寿命的。科学家们已经通过实验得出结论，深度充放电次数在其他环境情况恒定的情况下和电池寿命是成正比的，多次充放电会导致电池寿命过早结束。而长时间使用寿命结束的锂电池则极易造成电池鼓胀等情况，从而引发爆炸。

2、减少过度充电

我们经常喜欢在设备的电量充满后再充一会儿电，让自己的设备能抗的时间更长一些，但是很多人所不知道的是，长期的过充和过放情况都会对锂电池性能产生严重损伤和破坏，严重的就会引发爆炸等极端情况。

3、保证充电器稳定的电流

在电池充放电的时候，要保证充电器的电流和电器的电流负载在规定范围之内，过高的电流负载极易引起锂电池的内部短路，从而破坏锂离子，引发电路的安全隐患。

4、合适的温度

锂电池对于温度是极其敏感的，如果长期处于冰点以下使用，可能对锂电池寿命造成极大的影响和危害。而长期放在过热的环境下，则会大幅缩减锂电池的寿命，严重的则由内压增大引发爆炸。