目前使用的各類電池中，鋰電池(也稱鋰離子二次電池或鋰離子蓄電池)是近十幾年才發(fā)展起來的一種新型電源。鋰電池有別于一般的化學(xué)電源，其充放電工作過程是通過鋰離子在電池正負極中的嵌入和脫嵌來實現(xiàn)的。鋰電池的負極是碳素材料，例如石墨;正極是含鋰的過渡金屬氧化物，例如鈷氧化鋰(LiC002)。并且鋰電池正負極材料均采用鋰離子可以自由嵌入和脫離出的具有層狀結(jié)構(gòu)的鋰離子嵌入化合物，處于層間的鋰離子，在適當(dāng)?shù)碾娊庖褐校瑫l(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。充電時，在外部電場的驅(qū)動下鋰離子從正極晶格中脫出，經(jīng)過電解質(zhì)，嵌入到負極晶格中。放電時的過程正好相反，鋰離子返回正極，電子則通過外部電路到達正極與鋰離子復(fù)合。與常用的鎳鎘、鎳氫電池相比較，鋰電池有許多優(yōu)越特性，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)鋰電池不含任何汞、鎘等有毒元素，是真正的綠色環(huán)保電池。

(2)工作環(huán)境溫度范圍寬，一般可在一30℃川0℃之間工作，具有優(yōu)良的高低溫放電性能。

(3)比能量高，即同重量的鋰電池提供的能量比其它電池高。鋰電池的比能量一般為鎳鎘電池、鎳氫電池的2～3倍。因此有利于便攜式電子設(shè)備小型輕量化。

(4)鋰電池供電電壓高，一般為3.6V，約為鎳鎘電池、鎳氫電池電壓的3倍。對于供電電壓要求較高的電子設(shè)備，電池組所需串聯(lián)電池數(shù)也可大大減少。因此組合使用的鋰電池容易獲得更高的電壓。

(5)無記憶效應(yīng)。鎳鎘電池、鎳氫電池都有記憶效應(yīng)，必須進行定期放電，否則就會因記憶效應(yīng)導(dǎo)致電池失效。而鋰電池?zé)o記憶效應(yīng)，不必理會殘余電量的多少，可直接進行充電。這樣就使鋰電池效能得到充分發(fā)揮。

(6)使用壽命長。鋰電池采用碳負極，在充放電過程中碳負極不會生成金屬鋰，從而可以避免電池因內(nèi)部金屬鋰短路而損壞。目前，鋰電池的循環(huán)壽命可達5000次以上，遠遠高于其它各類電池。

(7)自放電率低。自放電率又稱電荷保持率，是指電池放置不用時自動放電的多少。鋰電池的自放電率為2%～5%，鎳鎘電池在25%～30%之間，鎳氫電池在30%～35%之間。因此，同樣環(huán)境下鋰電池保持電荷的時間最長。

基于以上優(yōu)點，鋰電池被廣泛應(yīng)用在便攜式電子設(shè)備中。而另一方面，鋰電池因其能量密度高，使得難以確保電池的安全性。具體而言，在過充電狀態(tài)下，電解質(zhì)會被分解，使得電池內(nèi)部的溫度和壓力上升;在過放電狀態(tài)下，負極中的電解材料——銅會熔化而造成內(nèi)部短路，使溫度升高：在外部電路短路或放電電第一章緒論3流過大時，由于高內(nèi)阻的特性，電池內(nèi)部功率消耗增加，溫度也會上升，可能引起電解液的氧化或分解，導(dǎo)致鋰電池壽命縮短。除此之外，假若鋰電池進行過度的放電，則會使電池內(nèi)的電解液產(chǎn)生變化，可循環(huán)充電的次數(shù)會因此而減少，進而影響鋰電池的使用壽命。