锂离子电池的进展及其在电动工具上应用前景.pdfVIP

锂离子电池的进展及其在电动工其上应用前景 电动工其2007(3) 锂离子电池的进展及其在电动工具上应用前景 唐琛明 沈晓峰张校东 (江苏海四达电源股份有限公司 启东226200) 摘要 由于环境、价格等因素，镉镍、氢镍电池正逐渐被锂离子电池等新型电池所替代。 资源丰富、廉价的磷酸铁锂正极材料的成功开发和应用，使锂离子电池的安全可靠性有了新的 提高，特别是其高功率、长循环寿命等性能已完全能满足电动工具的要求。电池选对组合技术、 多支电池串联使用技术及电动工具制造技术的有机结合和相互整合，将推动和促进锂离子电池 在电动工具上的应用。 关键词 锂离子电池 电动工具 安全可靠 磷酸铁锂 1 前言 寿命差，比能量低。近年经过研究改进，大大 由于人们对环境保护的日益重视，镉镍电 地延长了高温下的循环寿命而且提高了比能 池的使用正受到越来越多的限制。为了便携式 量，已成为动力型锂离子电池具有应用前景的 电动工具用电池的更新换代，开发新型安全、 环保、经济的高功率二次电池己成为当务之 渡金属氧化物(三元材料)是在钴酸锂的基础 急。近年i随着动力型锂离子电池各项新技术 上经过改进而成的具有较高安全性的正极材 的不断开发和应用，锂离子电池尤其是磷酸铁 料，由于在层状结构中以Ni和Mn取代部分 锂电池的高功率能性和安全可靠性等方面已有 Co，不但减少了钴的用量，降低了成本，而且 很大的改进，已能满足电动工具对电池性能的 提高了能量密度。目前该材料已在动力型圆柱 基本要求。同时，由于镍、钴等有色金属价格 锂离子电池中得到应用。 成倍上涨，及动力型锂离子电池的新材料的应 橄榄型磷酸铁锂(LiFePO。)是近年开发出 用和规模化生产，大大缩小了锂离子电池与镉 来的新材料，它的突出优点是资源丰富，成本 镍、氢镍电池的成本差距。这些因素有力地促 低，稳定性和安全性是目前所有新开发的正极 进和推动了锂离子电池在便携式电动工具上的 材料中最好的。它允许过充电压达到0．7V，大 应用和发展。 大高于其他二种正极材料，这非常有利于多个 2动力型锂离子电池发展概况 电池串联使用的均匀性控制。DSC(量热仪)研 究测定出磷酸铁锂电池的热稳定性最好。四种 2．1新型正极材料的开发与应用 正极材料性能对比见表1。 目前大量生产的小型锂离子电池的正极材 2．2高功率性能的改进 料采用钴酸锂(LiCoO，)，其能量密度较高而 且性能稳定，但钴属稀有资源，钴酸锂价格昂 早期锂离子电池制造工艺只能使电池在lC 贵；而且过充时安全性不好，容易引发着火爆 以下汪常放电。为提高电池的高倍率放电能力， 炸事故，因而制约了在动力型电池方面的应 从新材料、新工艺等方面进行了深入的研究和 用。 开发，取得了明显的成果。图1是锰酸锂电池在 尖晶石型锰酸锂(LiMnO。)具有较好的安全不同放电倍率下的放电和温度曲线。目前高功 性，而且资源丰富价格低廉。缺点是高温循环 率动力型锂离子电池可以在25C倍率下连续放 万方数据 电动工其2007(3) 锂离子电池的进展及其在电动工具上应用前景