2024年4月14日发(作者：联想a269)

电池发展史

电池的发展史由1836年丹尼尔电池的诞生到1859年铅酸电池的发明，至1883年发明了氧化银电池，1888

年实现了电池的商品化，1899年发明了镍-镉电池，1901年发明了镍-铁电池，进入20世纪后，电池理论

和技术处于一度停滞时期。但在第二次世界大战之后，电池技术又进入快速发展时期。首先是为了适应重

负荷用途的需要，发展了碱性锌锰电池，1951年实现了镍-镉电池的密封化。1958年Harris提出了采用有

机电解液作为锂一次电池的电解质，20世纪70年代初期便实现了军用和民用。随后基于环保考虑，研究

重点转向蓄电池。镍-镉电池在20世纪初实现商品化以后，在20世纪80年代得到迅速发展

随着人们环保意识的日益增加，铅、镉等有毒金属的使用日益受到限制，因此需要寻找新的可代替传

统铅酸电池和镍-镉电池的可充电电池。锂离子电池自然成为有力的候选者之一。

1990年前后发明了锂离子电池。1991年锂离子电池实现商品化。1995年发明了聚合物锂离子电池，（采

用凝胶聚合物电解质为隔膜和电解质）1999年开始商 品化 。现代社会电池的使用范围已经由40年代的手

电筒、收音机、汽车、和摩托车的启动电源发展到现在的40-50种用途。小到从电子表手表、CD唱机、移

动电话、MP3、MP4、照相机、摄影机、各种遥控器、剔须刀、手枪钻、儿童玩具等。大到从医院、宾馆、

超市、电话交换机等场合的应急电源，电动工具、拖船、拖车、铲车、轮椅车、高尔夫球运动车、电动自

行车、电动汽车、风力发电站用电池、导弹、潜艇和鱼雷等军用电池。还有可以满足各种特殊要求的专用

电池等。电池已经成为人类社会必不可少的便捷能源。

应该根据产品的用途选择合适的电池

如今，设计人员在为新产品选择电池时，很容易想到锂电池，但是对如何选择合适的锂电池，却缺乏

深入的认识。锂是自然界中最轻的非气态金属物质，它的本征电位比任何其他金属都要低，因此，与其他

种类的电池相比，锂电池的比容量（单位重量的容量）和体密度（单位体积的容量）都是最高的，具有无

可比拟的优势。

锂电池的内阻很高，原因是其内部的电解液是胶体而不是水溶液。此外，极低的含水率、理化性能稳

定的电极材料还使锂电池可以在很宽的温度范围内安全地工作。个别锂电池可以在-55℃的低温环境和

+150℃的高温下工作。锂电池的额定输出电压为2.7～3.6V。

锂电池的电极材料

不同的电极材料会赋予锂电池不同的特性，这主要体现在以下几个方面：

● 额定电压、最低电压和最高电压；

● 初始放电电流、平均放电电流和最大放电电流；

● 连续放电性能和间歇放电性能；

● 在连接最小负载和最大负载（非连续）时的电压波动和放电时间；

● 寿命；

● 环境温度范围；

● 最低工作温度时的最大放电电流；

● 电压上升达下限的最短时间；

● 存储时间和存储条件；

锂电池的种类很多，常用的有锂-聚乙烯、锂-二氧化锰、锂-亚硫酰氯、锂-二氧化硫，以及碘化锂电池。

聚乙烯电池的输出电压为2.8V，其体密度比较高。圆柱形聚乙烯电池采用螺旋状阴极，并以人造波纹

橡胶密封。这种结构虽说比较牢固，但是在某些特殊环境下，电池寿命还没有耗尽，橡胶密封材料就已经

老化破损了，造成活性材料泄漏，引发事故。

与聚乙烯锂电池相比，LiMnO2电池在结构强度、体密度、安全性和输出能力等方面都更具优势，但

是其使用寿命只及前者的一半。这种电池的内阻比其他电池都要低，因此非常适用于那些需要大电流连续

（或短时）供电的设备。 碘化锂电池的活性物质完全是固态的，因此安全性最好。这种电池内部设计有隔

离层，当外壳受外力冲击而破损时，隔离层可以发挥“自愈”作用。碘化锂电池的最大缺点是内阻大，不适

用于小负载设备。

在军事/航天领域应用最多的当属LiSO2电池了。但是，这种电池的体密度比LiMnO2电池和聚乙烯电

池低，使用寿命和体密度只有LiSOCl2电池的一半。

在所有的锂电池中，LiSOCl2电池的能量密度是最高的，其使用寿命更是首屈一指，达到了15～20年。

这种电池特别适用于那些连续供电电流很小而短时供电电流比较大的设备。由于寿命长、自放电小，这种

电池的耐环境能力也很出色。

LiSOCl2电池比较常见的内部结构有两种：一种是螺旋缠绕式，一种是层叠缠绕式。此外，PulsesPlus

电池还采用了复合结构，即在层叠缠绕结构内加入了复合电容。

实际上，除了层叠缠绕结构的LiSOCl2电池外，其他的锂电池都采用了螺旋缠绕结构。螺旋缠绕结构

可以提高负载能力，但是与层叠缠绕结构相比，其容量较小，自放电也更显著。

锂离子电池的基本知识

便携式电子产品以电池作为电源。随着便携式产品的迅猛发展，各

种电池的用量大增，并且开发出许多新型电池。除大家较熟悉的高性能

碱性电池、可充电的镍镉电池、镍氢电池外，还有近年来开发的锂电池。

这里主要介绍有关锂电池的基本知识。这包括它的特性、主要参数、型

号的意义、应用范围及使用注意事项等。