【正文】 的速率，有時率或倍率兩種表示形式。 ② 放電終止電壓 :電池放電時，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低工作電壓稱為終止電壓，其值與電池材料直接相關，并受到電池結構、放電率、環(huán)境溫度等多種因素影響。 動力電池分類 (1)按電解液種類分類 (2)按工作性質和儲存方式分類 (3)按電池所用正、負極材料分類 (1)按電解液種類分類 ① 堿性電池：電解質主要以氫氧化鉀水溶液為主的電池，如堿性鋅錳電池 (俗稱堿錳電池或堿性電池 )、鎘鎳電池、氫鎳電池等。 ② 酸性電池：主要以硫酸水溶液為介質的電池，如鉛酸電池。 ③ 中性電池：以鹽溶液為介質的電池，如鋅錳干電池、海水激活電池等。 ④ 有機電解液電池：主要以有機溶液為介質的電池，如鋰離子電池等。 (2)按工作性質和儲存方式分類 ① 一次電池，又稱原電池，即不能再充電使用的電池，如鋅錳干電池、鋰原電池等。 ② 二次電池，即可充電電池，如鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。 ③ 燃料電池，活性材料在電池工作時才連續(xù)不斷地從外部加入電池，如氫氧燃料電池、金屬燃料電池等。 ④ 儲備電池，儲備電池儲存時電極板不直接接觸電解液，直到電池使用時，才加入電解液，如鎂－氯化銀電池，又稱海水激活電池。 (3)按電池所用正、負極材料分類 ① 鋅系列電池，如鋅錳電池、鋅銀電池等。 ② 鎳系列電池，如鎳鎘電池、鎳氫電池等。 ② 鉛系列電池，如鉛酸電池。 ④ 鋰系列電池，如鋰離子電池、鋰聚合物電池和鋰硫電池。 ⑤ 二氧化錳系列電池，如鋅錳電池、堿錳電池等。 ⑥ 空氣 (氧氣 )系列電池，如鋅空氣電池、鋁空氣電池等。 動力電池分類 圖 42 電動汽車用動力電池分類 鋰離子動力電池 概述 鋰離子動力電池的工作原理 鋰離子動力電池的失效機理 鋰離子動力電池的性能 鋰離子動力電池的應用 概述 鋰離子電池根據(jù)正極材料的不同，分為鈷酸鋰鋰離子電池、錳酸鋰鋰離子電池、磷酸鐵鋰鋰離子電池和三元材料鋰離子電池等；根據(jù)所用電解質材料不同，分為液態(tài)鋰離子電池 (LithiumIon Battery, LIB)和聚合物鋰離子電池 (Polymer LithiumIon Battery, LIP)兩大類。 相對于其他類型電池，鋰離子電池具有以下顯著的優(yōu)點 ： (1)工作電壓高 (2)比能量高 (3)循環(huán)壽命長 (4)自放電小 (5)無記憶效應 (6)環(huán)保性高 (1)工作電壓高 鈷酸鋰鋰離子電池的工作電壓為 ，錳酸鋰鋰離子電池的工作電壓為 ，磷酸鐵鋰鋰離子電池的工作電壓為 ，而鎳氫、鎳鎘電池的工作電壓僅為 。 (2)比能量高 鋰離子電池正極材料的理論比能量可達 200以上，實際應用中由于不可逆容量損失，比能量通常低于這個數(shù)值，但也可達 140，該數(shù)值仍為鎳鎘電池的 3倍，鎳氫電池的 。 (3)循環(huán)壽命長 目前，鋰離子電池在深度放電情況下，循環(huán)次數(shù)可達 1000次以上；在低放電深度條件下，循環(huán)次數(shù)可達上萬次，其性能遠遠優(yōu)于其他同類電池。 (4)自放電小 鋰離子電池月自放電率僅為總電容量的 5~9%，大大緩解了傳統(tǒng)的二次電池放置時由自放電所引起的電能損失問題。 (5)無記憶效應 無記憶效應 (6)環(huán)保性高 相對于傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池甚至鎳氫電池廢棄可能造成的環(huán)境污染問題，鋰離子電池中不包含汞、鉛、鎘等有害元素，是真正意義上的綠色電池。 鋰離子動力電池的工作原理 圖 43 鋰離子電池的工作原理 鋰離子動力電池的失效機理 造成鋰離子電池容量衰退的原因主要有 ： (1)正極材料的溶解 (2)正極材料的相變化 (3)電解液的分解 (4)過充電造成的容量損失 (5)自放電 (6)SEI界面膜的形成 (7)集流體的腐蝕 (1)正極材料的溶解 以尖晶石為例， Mn的溶解是引起可逆容量衰減的主要原因。 Mn的溶解沉積造成正極活性物質減少；溶解的 Mn游離到負極時會造成負極 SEI（ Solid Electrolyte Interface, SEI）膜的不穩(wěn)定，被破壞的 SEI膜再形成時會消耗鋰離子，造成鋰離子的減少。 Mn的溶解是尖晶石鋰離子電池容量衰減的重要原因，在這一點學界已經(jīng)基本達成共識，但是對于 Mn的溶解機理卻存在多種不同的解釋。 (2)正極材料的相變化 一般認為，鋰離子的正常脫嵌反應總是伴隨著宿主結構摩爾體積的變化，引起結構的膨脹與收縮，導致氧八面體偏離球對稱性并成為變形的八面體構型。這種現(xiàn)象叫做 JahnTeller效應（或 JT扭曲）。在 電池中， JT效應所導致的尖晶石結構不可逆轉變，也是容量衰減的主要原因之一。 JT效應多發(fā)生在過放電階段；在起始材料中加入過量的鋰、摻雜 Ni、 Co、 Al等陽離子或者 S等陰離子可以有效的抑制 JT效應。 (3)電解液的分解 鋰離子電池中常用的電解液主要包括由各種有機碳酸酯 (如 PC、 EC、 DMC、 DEC等 )的混合物組成的溶劑以及由鋰鹽 (如 、 、 等 )組成的電解質。在充電的條件下，電解液對含碳電極具有不穩(wěn)定性，故會發(fā)生還原反應。電解液還原消耗了電解質及其溶劑，對電池容量及循環(huán)壽命產生不良影響。 (4)過充電造成的容量損失 電池在過充電時，會造成負極鋰的沉積、電解液的氧化以及正極氧的損失。這些副反應或者消耗了活性物質，或者產生不溶物質堵塞電極孔隙，或者正極氧損失導致高電壓區(qū)的 JT效應，這些都會導致電池容量衰減。 (5)自放電 鋰離子電池的自放電所導致的容量損失大部分是可逆的，只有一小部分是不可逆的。造成不可逆自放電的原因主要有：鋰離子的損失（形成不可溶的 等物質），電解液氧化產物堵塞電極微孔，造成內阻增大等。 (6)SEI界面膜的形成 因界面膜的形成而損失的鋰離子將導致兩極間容量平衡的改變，在最初的幾次循環(huán)中就會使電池的容量下降。另外，界面膜的形成使得部分石墨粒子和整個電極發(fā)生隔離而失去活性，也會造成容量的損失。 (7)集流體的腐蝕 鋰離子電池中的集流體材料常用銅和鋁，兩者都容易發(fā)生腐蝕，集流體的腐蝕會導致電內阻增加，從而造成容量損失。 鋰離子動力電池的性能 (1)充放電特性 (2)安全性 (1)充放電特性 ① 充電電流對充電特性的影響。以額定容量 100Ah某鋰離子電池為例，在 SOC=40%、恒溫 20℃ 的情況下，采用不同充電率充電，充電曲線如圖 45所示。 ② 放電深度對充電特性的影響。在恒溫環(huán)境溫度 20℃ 下，對額定容量 100鋰離子電池在不同 SOC、以 。試驗參數(shù)見表