锂离子电池有哪些优缺点

锂离子、锂离子电池的使用近年来显着增长。与其他形式的电池技术相比，它们提供了一些明显的优势和改进。

然而，与所有技术一样，锂离子电池也有其优点和缺点。

要充分利用锂离子电池技术，不仅要了解其优势，还要了解该技术的局限性或劣势。通过这种方式，它们可以以最佳方式发挥其优势的方式使用。

随着锂离子电池技术的飞速发展，缺点正在得到解决，整体技术正在得到改进。

像这样的移动电源基于锂离子技术

锂离子电池优势

使用锂离子电池有很多优点。因此，该技术越来越多地用于大量广泛不同的应用。从小型电子设备到智能手机和笔记本电脑，再到车辆和许多其他应用，应有尽有。

锂离子技术的优势意味着这些电池的应用越来越多，因此投入了大量的开发资金。

锂离子电池的优势包括：

高能量密度：高能量密度是锂离子电池技术的主要优势之一。由于手机等电子设备需要在两次充电之间运行更长时间，同时仍然消耗更多电力，因此总是需要能量密度更高的电池。除此之外，还有从电动工具到电动汽车的许多动力应用。锂离子电池提供更高的功率密度是一个明显的优势。电动汽车还需要具有高能量密度的电池技术。

自放电：许多可充电电池的一个问题是自放电率。锂离子电池的自放电率远低于其他可充电电池如镍镉和镍氢形式。通常在充电后的前 4 小时内约为 5%，但随后会降至每月 1% 或 2% 左右。

低维护：锂离子电池的一个主要优点是它们不需要维护来确保其性能。

Ni-Cad 电池需要定期放电以确保它们不会表现出记忆效应。由于这不会影响锂离子电池，因此不需要此过程或其他类似的维护程序。

同样，铅酸电池需要维护，有些需要定期补充电池酸。

幸运的是，锂离子电池的优点之一是不需要主动维护。

电池电压：每个锂离子电池产生的电压约为 3.6V。这有很多优点。每个电池的电压高于标准镍镉、镍金属氢化物甚至标准碱性电池约 1.5V特和铅酸电池约 2V特，每个锂离子电池的电压更高，在许多电池应用中需要更少的电池。对于智能手机来说，只需要一个电池就可以了，这简化了电源管理。

负载特性：锂离子电池或电池的负载特性相当好。它们在使用最后一次充电时下降之前为每个电池提供合理恒定的 3.6V电压。

无需启动：某些可充电电池在首次充电时需要启动。锂离子电池的一个优点是不需要这样做，它们可以运行并随时可用。

多种类型可供选择：有多种类型的锂离子电池可供选择。锂离子电池的这一优势意味着可以将正确的技术用于所需的特定应用。某些形式的锂离子电池提供高电流密度，是消费类移动电子设备的理想选择。其他的能够提供更高的电流水平，是电动工具和电动汽车的理想选择。

对于某些应用，使用锂离子电池和电池可能还有其他优势。电池电压刚刚超过 3V，单个电池可能足以满足许多应用。大多数手机使用单个电池。

其他应用可能有自己的参数，这可能意味着锂离子电池或电池用于电子电路设计或电气应用。

用于为电动工具供电的典型锂离子电池

锂离子电池和电池的优势意味着它们越来越多地用于许多领域，从低功率应用（例如包含在小型、低功率电子设计中）到更大和更高电流的应用（例如用于电动汽车电池或电池）用于光伏系统 - 即太阳能电池板系统。

随着移动系统需要电力，对电池的更大依赖只会增加，锂离子电池将帮助满足这一需求。

锂离子电池的缺点

就像使用任何技术一样，有一些缺点需要与优点相平衡。

尽管锂离子电池技术确实有其缺点，但这并不意味着这些缺点无法克服或至少可以减轻并获得出色的性能。

了解缺点意味着设计中通常可以包含变通方法以减少缺点的影响。

锂离子电池的缺点包括：

需要保护：锂离子电池和电池不像其他一些可充电技术那样健壮。它们需要防止过度充电和过度放电。除此之外，他们还需要将电流保持在安全范围内。因此，锂离子电池的一个缺点是它们需要结合保护电路以确保它们保持在其安全操作范围内。

幸运的是，使用现代集成电路技术，这可以相对容易地集成到电池中，或者如果电池不可互换，则可以集成到设备中。电池管理电路的结合使锂离子电池无需任何特殊知识即可使用。它们可以保持充电状态，在电池充满电后，充电器将切断对其的供电。

锂离子电池内置的保护电路可监控其运行的多个方面。保护电路在充电期间限制每个电池的峰值电压，因为过高的电压会损坏电池。它们通常串联充电，因为电池通常只有一个连接，因此由于不同的电池可能需要不同的充电水平，因此一个电池可能会遇到高于所需电压的电压。

此外，保护电路可防止电池电压在放电时下降过低。如果一个电池在电池上存储的电量比其他电池少，并且它的电量比其他电池先用完，这种情况也会发生。

保护电路的另一个方面是监测电池温度以防止极端温度。大多数电池组的最大充电和放电电流限制在 1℃到 2℃之间。也就是说，在快速充电的情况下，有些确实会变得有点热。

用于为 DSLR 相机供电的典型锂离子电池

老化：消费电子产品的主要锂离子电池缺点之一是锂离子电池会老化。这不仅取决于时间或日历，还取决于电池经历的充电放电循环次数。

通常，电池在容量下降之前只能承受 500 - 1000 次充电放电循环。随着锂离子技术的发展，这个数字正在增加，但一段时间后可能需要更换电池，如果将它们嵌入设备中，这可能会成为问题。

锂离子电池无论是否使用都会老化。尽管使用了容量减少，但还有一个与时间相关的因素。

当需要存储典型的消费类钴酸锂、LCO 电池或电池时，应将其部分充电 - 约 40% 至 50% 并保存在凉爽的存储区域。在这些条件下储存将有助于延长使用寿命。

交通运输：这种锂离子电池的劣势近年来已经凸显出来。许多航空公司限制了他们携带的锂离子电池的数量，这意味着他们的运输仅限于船舶。

对于航空旅行者来说，锂离子电池通常需要放在随身行李中，尽管出于安全考虑，这可能会不时发生变化。但是电池的数量可能会受到限制。任何单独携带的锂离子电池都必须通过保护盖等进行短路保护。对于一些大型锂离子电池，例如用于大型移动电源的锂离子电池，这一点尤为重要。

飞行前需要检查是否可以携带大型移动电源。可悲的是，指导并不总是特别清楚。

成本：锂离子电池的一个主要缺点是成本。通常，它们的制造成本比镍镉电池高 40% 左右。当考虑将它们用于大规模生产的消费品中时，这是一个主要因素，其中任何额外成本都是一个主要问题。

发展中的技术：虽然锂离子电池已经问世多年，但仍被一些人认为是不成熟的技术，因为它是一个非常发达的领域。就技术不会保持不变的事实而言，这可能是一个缺点。然而，随着新的锂离子技术一直在开发中，随着更好的解决方案的出现，它也可能是一个优势。

虽然不一定是优点或缺点，但可能值得一提的是，锂离子电池应存放在阴凉处，可以减缓锂离子（和其他化学物质）的老化过程。制造商建议储存温度在 15℃左右。此外，电池在存放期间应部分充电。制造商通常建议充电水平在 40% 到 50% 左右。

锂离子电池技术有很多明显的优势。因此，该技术被广泛使用，并且只会增加。了解其优点以及缺点或限制，可以最好地利用电池技术。