鋰離子電池在現(xiàn)代生活中扮演的角色越來越重要，從智能手機(jī)再到電動汽車，處處可見鋰離子電池的身影，尤其是鋰離子電池中不含金屬態(tài)的鋰，可以實(shí)現(xiàn)充電功能，因而成為電池商用的主流，但其能量密度和安全性急需提升，那么鋰離子電池如何分類？鋰離子電池有著什么優(yōu)勢？鋰離子電池電動汽車如何防爆？

1、鋰離子電池如何分類？

鋰離子電池大致分為鋰離子電池和鋰金屬電池，其中鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis在1912年提出并研究，但由于鋰金屬化學(xué)特性非常活潑，使得鋰金屬制作及使用對環(huán)境要求很高，如容易引發(fā)爆炸等安全事故，因而鋰金屬電池很難被商業(yè)應(yīng)用。

鋰離子電池則是到1970年才有埃克森發(fā)明制作，由于鋰離子電池制作材料可多樣化、得以降低制作成本，同時經(jīng)過多年的安全測試，終于在1991由索尼公司推出首款商用鋰離子電池，由此革新了消費(fèi)電子產(chǎn)品的面貌，并逐步應(yīng)用到儲能電源系統(tǒng)、郵電通訊的不間斷電源、電動工具、特種裝備、特種航天等新興領(lǐng)域，尤其是電動汽車領(lǐng)域最為大家所熟悉。

2、鋰離子電池技術(shù)原理是怎么樣的？

鋰離子電池是一種由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池，其中鋰金屬電池是使用二氧化錳為正極材料，金屬鋰或鋰合金為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池，其放電反應(yīng)公式為Li+MnO2=LiMnO2；

鋰離子電池則是使用鋰合金基金屬氧化物為正極材料，石墨為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池，其充電時正極反應(yīng)公式為LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)，充電時負(fù)極反應(yīng)公式為6C+XLi++Xe-=LixC6，充電電池總反應(yīng)公式為LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6；

鋰離子電池制作成本重要來自于正極材料、負(fù)極材料、隔膜以及電解液四個部分，其中正極材料成本達(dá)到了30%，具體如下圖所示：

3、鋰離子電池優(yōu)勢有什么？

鋰離子電池得到廣闊的商業(yè)應(yīng)用，源自電池性能好、環(huán)境適應(yīng)性高和綠色環(huán)保等因素，其中電池性能好體現(xiàn)在高儲能密度，約為鉛酸電池的6倍，而其重量卻只為鉛酸電池的6分之一，且電池循環(huán)壽命可達(dá)6年以上；其環(huán)境適應(yīng)性高體現(xiàn)在高功率承受力、耐低溫適應(yīng)強(qiáng)和自放電概率低，這就極大的延展電池使用范圍和使用領(lǐng)域；其綠色環(huán)保則體現(xiàn)在鋰離子電池生產(chǎn)、使用報廢過程中，不含有也不出現(xiàn)任何鉛、汞、鎘等有害金屬元素和物質(zhì)；

4、鋰離子電池電動汽車如何防爆？

鋰離子電池的潛在問題體現(xiàn)在制作成本高昂，高溫易爆炸以及充電使用便捷性三個方面，因此，鋰離子電池在電動汽車領(lǐng)域應(yīng)用，必須著眼于解決這些技術(shù)難題。

首先，通過全固態(tài)鋰離子電池技術(shù)、不燃燒電池技術(shù)、電池防護(hù)裝置技術(shù)的研究，解決鋰離子電池高溫易爆的問題；其次，通過研發(fā)及應(yīng)用高能量密度電池材料，來降低電池制作成本，如硅、石墨、石墨烯基、石墨烯、復(fù)合金屬鋰電極、無鈷高電壓、鋁石墨雙離子電池等；最后，通過鋰空氣電池和鋰氧電池的研究，解決鋰離子電池充電便捷性的問題。最成功的鋰離子體系之一是鎳錳鈷（NMC）的陰極組合。與錳酸鋰類似，這個體系可以定制用作能量電池或功率電池。例如，中等負(fù)載條件下的18650電池中的NMC具有約2,800mAh的容量并且可以供應(yīng)4A至5A放電電流；同一類型的NMC在針對特定功率進(jìn)行優(yōu)化時，容量僅為2,000mAh，但可供應(yīng)20A的持續(xù)放電電流。硅基陽極將達(dá)到4000mAh以上，但負(fù)載能力降低，循環(huán)壽命縮短。添加到石墨中的硅具有缺陷，即陽極隨著充電和放電而膨脹和收縮，使得電池機(jī)械應(yīng)力大結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

NMC的秘密在于鎳和錳的結(jié)合。與此類似的是食鹽，其中重要成分鈉和氯化物本身是有毒的，但將它們混合起來作為調(diào)味鹽和食品保存劑。鎳以其高比能量而聞名，但穩(wěn)定性差；錳尖晶石結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)低內(nèi)阻但比能量低。兩種活性金屬優(yōu)勢互補(bǔ)。NMC是電動工具，電動自行車和其他電動動力系統(tǒng)的首選電池。陰極組合通常是三分之一鎳，三分之一錳和三分之一鈷，也被稱為1-1-1。這供應(yīng)了一種獨(dú)特的混合物，由于鈷含量降低，也降低了原材料成本。另一個成功的組合是NCM，其中含有5份鎳，3份鈷和2份錳（5-3-2）。也可以使用其他不同量的陰極材料組合。由于鈷的高成本，電池制造商從鈷系轉(zhuǎn)向鎳陰極。鎳基系統(tǒng)比鈷基電池具有更高的能量密度，更低的成本和更長的循環(huán)壽命，但是它們的電壓略低。新型電解質(zhì)和添加劑可以使單只電池充電至4.4V以上，從而提高電量。