鉅大LARGE | 點擊量：5719次 | 2021年05月20日
詳解鈷酸鋰離子電池結構及特性
陰極具有分層結構。在放電期間，鋰離子從陽極移動到陰極;充電時流量從陰極流向陽極。鈷酸鋰的缺點是壽命相對較短，熱穩定性低和負載能力有限（比功率）。像其他鈷混合鋰離子電池相同，鈷酸鋰采用石墨陽極，其循環壽命重要受到固體電解質界面（SEI）的限制，重要表現在SEI膜的逐漸增厚，和快速充電或者低溫充電過程的陽極鍍鋰問題。較新的材料體系新增了鎳，錳和/或鋁以提高壽命，負載能力和降低成本。
鈷酸鋰不應以高于容量的電流進行充電和放電。這意味著具有2,400mAh的18650電池只能以小于等于2,400mA充電和放電。強制快速充電或施加高于2400mA的負載會導致過熱和超負荷的應力。為獲得最佳快速充電，制造商建議充電倍率為0.8C或約2,000mA。電池保護電路將能量單元的充電和放電速率限制在約1C的安全水平。
六角蜘蛛圖（圖2）總結了與運行相關的具體能量或容量方面的鈷酸鋰性能；具體功率或供應大電流的能力；安全；在高低溫環境下的性能表現；壽命包括日歷壽命和循環壽命；成本特性。蜘蛛圖中沒有顯示的其他重要特點還包括毒性，快速充電能力，自放電和保質期。
鈷酸鋰在高比能量方面表現出色，但在功率特性、安全性和循環壽命方面只能供應一般的性能表現。
匯總表
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鈷酸鋰氧化物：LiCoO2陰極（約60％Co），石墨陽極
短型：LCO或Li-鈷。始于1991年以來
電壓
標稱值為3.60V;典型工作范圍3.0-4.2V/電池
比能（容量）
150-200Wh/公斤。特種電池供應高達240Wh/kg。
充電（C率）
0.7-1C，充電至4.20V（大部分電池）；典型充電時長3小時；1C以上的充電電流會縮短電池壽命。
放電（C率）
1C；放電截止電壓2.50V。1C以上的放電電流會縮短電池壽命。
循環壽命
500-1000，與放電深度，負荷，溫度有關
熱失控
150C（302F）。滿充狀態容易帶來熱失控
應用
手機，平板電腦，筆記本電腦，相機
注釋
非常高的比能量，有限的比功率。鈷很昂貴。被用作能量型電池。市場份額穩定。
尖晶石錳酸鋰離子電池首次發表于1983年的材料研究報告中。1996年，Moli能源公司將錳酸鋰為陰極材料的鋰離子電池商業化。該架構形成三維尖晶石結構，可改善電極上的離子流動，從而降低內部電阻并改善電流承載能力。尖晶石的另一個優點是熱穩定性高，安全性提高，但循環和日歷壽命有限。
低電池內阻可實現快速充電和大電流放電。18650型電芯，錳酸鋰離子電池可以在20-30A的電流下放電，并具有適度的熱量積累。也可以施加高達50A1秒負載脈沖。在此電流下持續的高負荷會導致熱量積聚，電池溫度不能超過80C（176F）。錳酸鋰用于電動工具，醫療器械，以及混合動力和純電動汽車。
圖4說明在錳酸鋰離子電池的陰極上形成三維晶體骨架。該尖晶石結構通常由連接成晶格的菱形形狀組成，一般在電池化成后出現。
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