锂离子电池和镍氢电池

锂离子电池（Li−ion Battery）是电池行业继镍氢电池之后的又一次技术上的重大突破。锂离子电池以其高比能量和较好的放电能力等优点，在最近十几年里得到了广泛应用，尤其作为车用动力电池，锂离子电池显现出巨大的优势。

锂离子电池是一种锂离子浓差电池，正、负极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时， +Li从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂态，正极处于贫锂态，同时电子的补偿电荷从外电路移至碳负极，保证负极电荷平衡。放电时则相反， +Li从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，此时正极处于富锂态，负极处于贫锂态。正常的充放电情况下，锂离子在层状结构的碳材料和层状结构的氧化物的层间嵌入和脱出，一般只引起层间距的变化，而不影响晶体结构，负极材料的化学结构也不发生变化。因此，从充放电的可逆性上来说，锂离子电池的化学反应是理想的可逆反应。同时，锂离子电池的工作电压与正、负极的锂离子浓度差有关。

锂离子电池单节电压高达3.6～4.2 V，相当于3节镍氢电池串联；其能量密度高，目前质量比能量可达到165 Wh/kg，体积比能量可达到450 Wh/L，是镍氢电池的2倍左右；能量效率高，锂离子电池能量效率可达99%以上，远高于镍氢电池的平均水平；自放电率低；循环使用寿命长，可以循环充放电 500次以上；无任何记忆效应；不含重金属以及有毒物质，不污染环境，也是一种绿色电源。

但是，锂离子电池也存在一些缺点，如安全性差，有发生爆炸的危险；低温下性能差；需保护线路，以防止过充电和过放电；必须管理到每一单节电池，对电池管理要求很高。

锂离子电池的应用前景十分广泛。据统计，手机电池中，锂离子电池的使用量就占了总量的70%以上。近几年，锂离子电池凭借其能量密度高的优势迅速占领了车用动力电池市场，同时也在逐渐替代传统汽车所用的铅酸蓄电池。例如，如果一吨重的汽车以32 km/h的速度行驶，其配置的动力电池质量设定为某一定量，那么配置的铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池分别对应的续驶里程数为80 km、150 km和320 km。在成本方面，随着电池技术逐渐成熟，锂离子电池的价格也会随之下降。在电动汽车和以电池为辅助动力源的混合动力车日趋走俏的今天，锂离子电池具有很好的应用前景。