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1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时，M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
概述
锂电芯（Lithium Cell）是指电化学体系中含有锂（包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物）的最基本电化学单位。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数的几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
锂电芯（Lithium Cell）是指电化学体系中含有锂（包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物）的最基本电化学单位。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数的几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
工作原理
锂金属电池：
锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
放电反应：Li+MnO2=LiMnO2
锂离子电池：
锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
充电正极上发生的反应为
LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)
充电负极上发生的反应为
6C+XLi++Xe- = LixC6
充电电池总反应：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
正极
正极材料：可选的正极材料很多，主流产品多采用锂铁磷酸盐。不同的正极材料对照：
LiCoO2 3.7 V 140 mAh/g
Li2Mn2O4 4.0 V 100 mAh/g
LiFePO4 3.3 V 100 mAh/g
Li2FePO4F 3.6 V 115 mAh/g
正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。 充电时：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放电时：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4
负极
负极材料：多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。负极反应：放电时锂离子脱嵌，充电时锂离子嵌入。 充电时：xLi+ + xe- + 6C → LixC6放电时：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低，放电电压平缓。使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算器，数码相机、手表中。
为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究，从而制造出前所未有的产品。
1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化，使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。
预计到2013 年全球锂离子电池产业规模将达到278.1 亿美元，2015 年，新能源汽车的产业化应用将带动全球锂离子电池的产业规模达到523.2 亿美元。
就中国市场而言，得益于动力锂离子电池的快速发展，2013 年锂离子电池整体市场规模将达到741.7 亿元，同比增长33.2%，并且未来三年市场规模增速均会保持在30%以上，到2015 年，整个中国锂离子电池的市场规模将突破1000 亿元，达到1251.5 亿元。
中国产业洞察网数据显示：电池产值2010年在5000多亿元，这并不包括太阳能电池，2012年达到了7000亿元左右，预计到2015年将突破1万亿元。而2013年家电行业不过七八千亿元左右。当前全国有1.2亿辆新能源汽车，1.5亿辆电动自行车，50万个充电站，都在用电池，还包括飞机、坦克等都离不开电池。
碳负极材料：
已经实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。
锡基负极材料：
锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。没有商业化产品。
氮化物
也没有商业化产品。
合金类
包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金 ，也没有商业化产品。
纳米级
纳米碳管、纳米合金材料。
纳米氧化物
目前合肥翔正化学科技有限公司根据2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向，诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里面，极大地提高锂电池的充放电量和充放电次数。
发展进程
1970年，代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成首个锂电池。
1980年，J. Goodenough 发现钴酸锂可以作为锂离子电池正极材料。
1982年，伊利诺伊理工大学（the Illinois Institute of Technology）的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性，此过程是快速的，并且可逆。与此同时，采用金属锂制成的锂电池，其安全隐患备受关注，因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。
1983年，M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料，具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高，且氧化性远低于钴酸锂，即使出现短路、过充电，也能够避免了燃烧、爆炸的危险。
1989年，A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。
1991年，索尼公司发布首个商用锂离子电池。随后，锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。
1996年，Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐，如磷酸锂铁（LiFePO4），比传统的正极材料更具优越性，因此已成为当前主流的正极材料。
随着数码产品如手机、笔记本电脑等产品的广泛使用，锂离子电池以优异的性能在这类产品中得到广泛应用，并在逐步向其他产品应用领域发展。
1998年，天津电源研究所开始商业化生产锂离子电池。
2018年7月15日，从科达煤炭化学研究院获悉，一种由纯碳作为主要成分的高容量高密度锂电池用特种碳负极材料在该院问世，这种由全新材料制备的锂电池可以实现汽车续航里程突破600公里。
2018年10月，南开大学梁嘉杰、陈永胜教授课题组与江苏师范大学赖超课题组合作成功制备了具有多级结构的银纳米线—石墨烯三维多孔载体，并负载金属锂作为复合负极材料。这一载体可抑制锂枝晶产生，从而可实现电池超高速充电，有望大幅延长锂电池“寿命”。该研究成果在最新一期《先进材料》上发表。
2022年上半年，中国锂离子电池产业主要指标实现高速增长，产量超过280吉瓦时，同比增长150%.
2022年9月22日上午，由中国航天科技集团四院自主研制并合格交付用户的国内首个直径3.0米新能源锂电铜箔核心装备阴极辊新产品在西安面市，填补了国内行业技术空白，实现了大直径阴极辊的月产能力突破百台大关，标志着中国超大直径阴极辊制造技术实现了重大突破。
早期研发
锂电池最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低，放电电压平缓等优点，使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算器，数码相机、手表中。
为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究，从而制造出前所未有的产品。
1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化，使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。
电池结构
锂电池通常有两种外型：圆柱型和方型。电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件(部分圆柱式使用)，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。
单节锂电池的电压为3.7V(磷酸亚铁锂正极的为3.2V)，电池容量也不可能无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。
电池特点
优点
1．能量比较高。具有高储存能量密度，已达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的约6-7倍；
2．使用寿命长，使用寿命可达到6年以上，磷酸亚铁锂为正极的电池1C（100%DOD）充放电，有可以使用10,000次的记录；
3．额定电压高（单体工作电压为3.7V或3.2V），约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压，便于组成电池电源组；锂电池可以通过一种新型的锂电池调压器的技术，将电压调至3.0V，以适合小电器的使用。
4．具备高功率承受力，其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30C充放电的能力，便于高强度的启动加速；
5．自放电率很低，这是该电池最突出的优越性之一，一般可做到1%/月以下，不到镍氢电池的1/20；
6．重量轻，相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5；
7．高低温适应性强，可以在-20℃--60℃的环境下使用，经过工艺上的处理，可以在-45℃环境下使用；
8．绿色环保，不论生产、使用和报废，都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。
9．生产基本不消耗水，对缺水的中国来说，十分有利。
比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位，W是瓦、h是小时；kg是千克(重量单位)，L是升（体积单位）。
缺点
1．锂原电池均存在安全性差，有发生爆炸的危险。
2．钴酸锂的锂离子电池不能大电流放电，价格昂贵，安全性较差。
3．锂离子电池均需保护线路，防止电池被过充过放电。
4．生产要求条件高，成本高。
5．使用条件有限制，高低温使用危险大。
电池特征
1.高能量密度锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。
2.高电压一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V（平均值），相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。
3.无污染锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。
4.不含金属锂锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。
5.循环寿命高在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂则可以达到2000次。
6.无记忆效应记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。
7.快速充电使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5-2.5个小时内就充满电；而新开发的磷铁锂电池，已经可以在35分钟内充满电。
充电知识
充电电压
一般手机电池电压写的是3.7V，但一般充电器的电压写的是5V，但不会影响使用的，因为手机内部有充电管理芯片负责降压恒流充电。
5号的圆柱形锂电池，即14500的电池。是通过锂电池调压器的技术，将电池的电压调至可适合小电器使用的3.0V电压。
对于新买的锂离子电池的“激活”问题，众多的说法是：充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍电池（如镍镉和镍氢）延续下来的说法。所以这种说法，可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，而且可以非常明确的告诉大家，所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过12个小时的超长充电。
电池同样需要激活。但是这个过程是由生产厂家完成的，与用户无关，用户也没有能力完成。锂电池真正的激活过程是这样的：锂离子电池壳灌输电解液-封口--化成，就是恒压充电，然后放电，如此进行几个循环，使电极充分浸润电解液充分活化，直至容量达到要求为止，这个就是激活过程--分容，也就是说出厂后锂离子电池到用户手上已经是激活过的了。另外，其中有些电池的激活过程需要电池处于开口状态，激活以后再封口。
有些产品的说明书上写着，建议用户前三次使用，要对手机进行完全的充放电。其实事实是这样的，在电池出厂，然后销售，再到用户的手中，会经历一段时间，一个月或者几个月，这样一来，电池的电极材料就会“钝化”，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活，只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池，恢复正常容量。由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没有记忆效应。因此用户新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。
长充深充
长充可能导致过充。锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说，如果锂电池在充满后，放在充电器上也是白充。谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是反对长充电的另一个理由。
在对某些机器上，充电超过一定的时间后，如果不去取下充电器，这时系统不仅不停止充电，还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的，但显然对电池的寿命而言是不利的。同时，长充电需要很长的时间，往往需要在夜间进行，而以中国电网的情况看，许多地方夜间的电压都比较高，而且波动较大。前面已经说过，锂电池是很娇贵的，它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得多，于是这又带来附加的危险。
事实上，浅放浅充对于锂电更有益处，只有在产品的电源模块为锂电做校准时，才有深放深充的必要。所以，使用锂电供电的产品不必拘泥于过程，一切以方便为先，随时充电。
过充过放
锂离子电池的额定电压，因为材料的变化，一般为3.7V，磷酸铁锂（以下称磷铁）正极的则为3.2V。充满电时的终止充电电压国际标准是4.2V，磷铁3.6V。锂离子电池的终止放电电压为2.75V～3.0V(国内电池厂给出工作电压范围或给出终止放电电压，各参数略有不同，一般为3.0～2.75V，磷铁为2.5V。)。低于2.5V（磷铁2.0V）继续放电称为过放（国际标准为最低3.2v，磷铁2.8v），低电压的过放或自放电反应会导致锂离子活性物质分解破坏，并不一定可以还原。而锂离子电池任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏，甚至爆炸。锂离子电池在充电过程必需避免对电池产生过充。
充电说明
锂电动车充电说明
1．放置补电：
电池组在出厂前均有部分电量剩余，在电动车出售后亦可以进行短距离的骑行。第一次骑行完毕后，须对电池进行首次充电，建议首次充电应进行稍长时间（8-12小时）。
电池组在使用过后应及时充电不可亏电储存，如果电池放置超过两个月时间未被使用，电池组需要进行一次完全的充电。如置放超过5个月电池组需要进行一次充放电循环。规律使用电池，正常使用、长时间放置时对电池组规律地充电，可以保证电池组最佳实用效果，并延长使用寿命
2．正常充电：
首先连接充电器与被充电电池组，之后再将充电器电源插头连接到220V交流电源。（此连接顺序会避免插拔充电插头时电火花的产生。）当电源接通后充电器显示红色指示灯说明电池组正在正常充电，常规进行6-8小时充电即可。
3．充电器注意事项：
为了确保电池组的充电安全和保证电池组的使用寿命，此款电池组只可使用配套的36V锂电专用充电器。如果充电器丢失或者损坏请找相应经销商购买。不得使用铅酸充电器或其他形式的充电器进行充电。
锂电池维护
1.由于锂电池属于无记忆性电池，客户使用中建议在每次或者每天骑行后即可对电池组进行规律性的充电或者补电，这样会大幅度提高电池组的使用寿命。建议不要每次都骑行至电池组不可放出电量后再进行充电，不建议放电超过于电池组容量的90% 。当在电动车在静止状态下，电动车上的欠压指示灯亮起时，需及时充电。
2.当电动车启动时、走上陡坡路、土石路或者强烈顶风状态下，建议客户在骑行时同时使用脚踏助力，使得电池及电机拥有最长寿命。
3.电池组容量是在常温25℃时进行测量的，因此在冬季,电池容量的发挥、以及行驶里程略有降低是被视为正常的。建议在冬季，在环境温度较高的地方对电池组进行充电，确保能够电池组充饱。
4.电动车在不骑行或者停放的情况下，建议客户拔下电池组与电动车的链接插头，或者关闭电源锁。因为电机和控制器在空载状态下会有耗电，请避免电量浪费。
锂电池使用注意：
1.在雨雪天气骑行时，电池组与电动自行车之间放电插口部分不应该接触到水。不用的时候，关掉电池电源开关，以免造成短路后果。且尽量避免在恶劣环境下使用电动车。注意电池组的防水。
2.电池放置应该躲避水源、火源、保持干燥，避免强烈摇晃、磕碰及短路。夏季时节，电池应该避免太阳直射。
3.特别提醒: 不要擅自对电池进行拆包、修改，或进行破坏；严禁将此电池使用在其他品牌或型号的电动车上；使用时避免异物对充放电口进行短路。
主要材料
碳负极材料
实际用于锂离子电池的负极材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。
锡基负极材料
锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。没有商业化产品。
氮化物
没有商业化产品。
合金类
包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金 ，也没有商业化产品。
纳米级
纳米碳管、纳米合金材料。
纳米氧化物
根据2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向，诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里面，极大地提高锂电池的充放电量和充放电次数。
电池膨胀损坏
外壳特性
锂，原子序数3，原子量为6.941，是最轻的碱金属元素。为了提升安全性及电压，科学家们发明了用石墨及钴酸锂等材料来储存锂原子。这些材料的分子结构，形成了纳米等级的细小储存格子，可用来储存锂原子。这样一来，即使是电池外壳破裂，氧气进入，也会因氧分子太大，进不了这些细小的储存格，使得锂原子不会与氧气接触而避免爆炸。
保护措施
锂电池芯过充到电压高于 4.2V 后，会开始产生副作用。过充电压愈高，危险性也跟着愈高。锂电芯电压高于 4.2V 后，正极材料内剩下的锂原子数量不到一半， 此时储存格常会垮掉， 让电池产生永久性的容量损失。 如果继续充电，由于负极的储存格已经装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜，使正负极短路。有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会分解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓胀破裂，让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸。
因此，锂电池充电时，一定要设定电压上限， 才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为 4.2V。 锂电芯放电时也要有电压下限。 当电芯电压低于 2.4V 时， 部分材料会开始被破坏。 又由于电池会自放电， 放愈久电压会愈低，因此，放电时最好不要放到 2.4V 才停止。锂电池从 3.0V 放电到 2.4V 这段期间，所释放 的能量只占电池容量的 3%左右。因此，3.0V 是一个理想的放电截止电压。 充放电时，除了电压的限制，电流的限制也有其必要。电流过大时，锂离子来不及进入储存格，会聚集于材料表面。
这些锂离子获得电子后，会在材料表面产生锂原子结晶，这与过充一样，会造成危险性。万一电池外壳破裂，就会爆炸。 因此，对锂离子电池的保护，至少要包含：充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂电池组内，除了锂电池芯外，都会有一片保护板，这片保护板主要就是提供这三项保护。但是，保护板的这三项保护显然是不够的，全球锂电池爆炸事件还是频传。要确保电池系统的安全性，必须对电池爆炸的原因， 进行更仔细的分析。
爆炸原因
1、内部极化较大；
2、极片吸水，与电解液发生反应气鼓；
3、电解液本身的质量、性能问题；
4、注液时候注液量达不到工艺要求；
6、粉尘、极片粉尘首先易导致微短路；
7、正负极片较工艺范围偏厚，入壳难；
8、注液封口问题，钢珠密封性能不好导致气鼓；
9、壳体来料存在壳壁偏厚，壳体变形影响厚度；
10、外面环境温度过高也是导致爆炸的主要原因。
爆炸类型
爆炸类型分析电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种。此处的外部系指电芯的外部，包含了电池组内部绝缘设计不良等所引起的短路。 当电芯外部发生短路，电子组件又未能切断回路时，电芯内部会产生高热，造成部分电解液汽化，将电池外壳撑大。当电池内部温度高到 135 摄氏度时，质量好的隔膜纸，会将细孔关闭，电化学反应终止或近乎终止，电流骤降，温度也慢慢下降，进而避免了爆炸发生。但是，细孔关闭率太差，或是细孔根本不会关闭 的隔膜纸，会让电池温度继续升高，更多的电解液汽化，最后将电池外壳撑破，甚至将电池温度提高到使材料燃烧并爆炸。 内部短路主要是因为铜箔与铝箔的毛刺穿破隔膜，或是锂原子的树枝状结晶穿破膈膜所造成。
这些细小的针状金属，会造成微短路。由于，针很细有一定的电阻值，因此，电流不见得会很大。铜铝箔毛刺系在生 产过程造成，可观察到的现象是电池漏电太快，多数可被电芯厂或是组装厂筛检出来。而且，由于毛刺细小， 有时会被烧断，使得电池又恢复正常。因此，因毛刺微短路引发爆炸的机率不高。 这样的说法，可以从各电芯厂内部都常有充电后不久，电压就偏低的不良电池，但是却鲜少发生爆炸事件，得到统计上的支持。因此，内部短路引发的爆炸，主要还是因为过充造成的。
因为，过充后极片上到处 都是针状锂金属结晶，刺穿点到处都是，到处都在发生微短路。因此，电池温度会逐渐升高，最后高温将电 解液气体。这种情形，不论是温度过高使材料燃烧爆炸，还是外壳先被撑破，使空气进去与锂金属发生激烈氧化，都是爆炸收场。 但是过充引发内部短路造成的这种爆炸，并不一定发生在充电的当时。有可能电池温度还未高到让材料燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时，消费者就终止充电，带手机出门。这时众多的微短路所产生的热，慢慢的将电池温度提高，经过一段时间后，才发生爆炸。消费者共同的描述都是拿起手机时发现手机很 烫，扔掉后就爆炸。
综合以上爆炸的类型，可以将防爆重点放在过充的防止、外部短路的防止及提升电芯安全性三方面。其中过充防止及外部短路防止属于电子防护，与电池系统设计及电池组装有较大关系。电芯安全性提升 之重点为化学与机械防护，与电池芯制造厂有较大关系。
设计规范
由于全球手机有数亿只，要达到安全，安全防护的失败率必须低于一亿分之一。由于，电路板的故障率 一般都远高于一亿分之一。因此，电池系统设计时，必须有两道以上的安全防线。常见的错误设计是用充电器（adaptor）直接去充电池组。这样将过充的防护重任，完全交给电池组上的保护板。虽然保护板的故障率不高，但是，即使故障率低到百万分之一，机率上全球还是天天都会有爆炸事故发生。 电池系统如能对过充、过放、过电流都分别提供两道安全防护，每道防护的失败率如果是万分之一，两道防护就可以将失败率降到一亿分之一。
常见的电池充电系统包含充电器及电池组两大部分。 ①充电器又包含适配器及充电控制器两部分。适配器将交流电转为直流电，充电控制器则限制直流 电的最大电流及最高电压。②电池组包含保护板及电池芯两大部分，以及一个 PTC 来限定最大电流。适配器交流变直流作用：电控制器限流限压。充电器作用: 保护板过充、 过放、过流等防护。
电池组作用：限流片。电池芯以手机电池系统为例，过充防护系统利用充电器输出电压设定在 4.2V 左右，来达到第一层防护，这样就算电池组上的保护板失效，电池也不会被过充而发生危险。第二道防护是保护板上的过充防护功能，一般设定为 4.3V。这样，保护板平常不必负责切断充电电流，只有当充电器电压异常偏高时，才需要动作。过电流防护则是由保护板及限流片来负责，这也是两道防护，防止过电流及外部短路。由于过放电只会发生在电子产品被使用的过程。因此，一般设计是由该电子产品的线路板来提供第一道防护，电池组上的保护板则提供第二道防护。当电子产品侦测到供电电压低于 3.0V 时，应该自动关机。如果该产品设计时未设计这项功能，则保护板会在电压低到 2.4V 时，关闭放电回路。
总论：电池系统设计时，必须对过充、过放、与过电流分别提供两道电子防护。 把保护板拿掉后充电，如果电池会爆炸就代表设计不良。 上述方法虽然提供了两道防护，但是由于消费者在充电器坏掉后，常会买非原厂充电器来充电，而充电 器业者，基于成本考虑，常将充电控制器拿掉，来降低成本。结果，劣币驱逐良币，市面上出现了许多劣质充电器。这使得过充防护失去了第一道也是最重要的一道防线。而过充又是造成电池爆炸的最重要因素，因 此，劣质充电器可以称得上是电池爆炸事件的元凶。 当然，并非所有的电池系统都采用如上述的方案。在有些情况下，电池组内也会有充电控制器的设计。
最后的防线：如果电子的防护措施都失败了，最后的一道防线，就要由电芯来提供了。电芯的安全层级， 可依据电芯能否通过外部短路和过充来大略区分等级。由于，电池爆炸前，如果内部有锂原子堆积在材料表面，爆炸威力会更大。而且，过充的防护常因消费者使用劣质充电器而只剩一道防线，因此，电芯抗过充能力比抗外部短路的能力更重要。 铝壳电芯与钢壳电芯安全性比较，铝壳具有很高的安全优势。
辨别电池
1.比较电池容量的大小。一般的镉镍电池为500mAh或600mAh，氢镍电池也不过800-900mAh;而锂离子手机电池的容量一般都在1300-1400mAh之间，所以锂电池充足电后使用的时间约是氢镍电池的1.5倍，是镉镍电池的3.0倍左右。如果发现所购买的锂离子手机电池块工作时间并没有宣传的或说明书上规定的长，就有可能是假冒的。
2.看塑胶表面及塑胶材质。正品电池防磨面均匀，采用的是PC材质，无脆裂现象；假冒电池无防磨面或过于粗糙，采用的是再生材质，易脆裂。
3.测量电池块的充电电压。如果用镉镍、氢镍电池块假冒锂离子手机电池块，就必须由5个单体电池组成，单个电池的充电电压一般不超过1.55V，电池块的总电压不超过7.75V。当电池块的充电总电压低于8.0V时就有可能是镉镍、氢镍电池。
4.对于原装电池，它的电池表面色泽纹理清晰、均匀、乾净、无明显划痕及损伤；电池标志应印有电池型号、种类、额定容量、标准电压、正负极标志、制造厂名。手感要光滑无阻塞，松紧适宜，与手配合良好，锁扣可靠；五金片无明显划痕及发黑、发绿现象。如果购买的手机电池与上面的现象不符合的，可以初步断定是假货。
5.许多手机生产厂商也从自身的角度出发，通过努力提高工艺水准，来提高手机及其配件的造假难度，从而进一步遏制假货水货泛滥的现象。一般正规的手机产品及其配件要求在外表上必须做到一致性。因此如果把买回来的手机电池装上时，应该仔细对照一下机身与电池底壳，假如色泽光暗一致，就是原装电池。否则，电池本身较暗淡无光泽，就有可能是假电池。
6.观察充电的异常情况。一般，正品手机电池内部应有过流保护器，在外部短路等导致电流过大的情况下，自动切断回路，以免烧毁或损坏手机；锂离子电池另具有过流保护线路，当使用不规范电器，交电电流过大时也会自动切断电源，导致充不进，在电池正常情况，可自动恢复到导通状态。如果，在充电的过程中，发现电池严重发热或者冒烟，甚至爆炸，说明电池肯定是假的。
7.借助专用工具。面对市场上的手机电池的种类越来越多，而假冒的技术也是越来越高明，一些大公司也在不断地提高防伪技术。随著防伪技术的提高，也就很难从外观上来识别真假了。
选购方法
锂离子电池分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池。锂离子电池的电解质是流动的，因此，比锂聚合物电池更不稳定，碰到外力摔打，或者使用不符合标准的充电器，都可能引起电池爆炸。很多手机、手提电脑等便携式电子产品，所用的电池都是锂电池。也就是说，很多人的身边有一个“炸弹”。为安全起见，选购时一定要注意以下几点。
一、有没有标示明确容量。无明确标示容量（如1000mAh或1000毫安培小时）的电池很有可能就是使用劣质电池或回收电池。市场上充斥的许多廉价的电池，就是使用回收电池心做的，价格虽然便宜，但是寿命短、品质不稳定，使用不慎可能会损坏手机。
二、有没有保证待机时间。待机时间即电池装入手机后到下一次充电的连续使用时间。一般市场上销售的电池都无法对顾客保证待机时间，这是因为电池品质不稳定的关系，许多廉价的电池因为是使用品质不良的电池心，所以待机时间很短 。
三、是否加装安全保护电路板。无保护电路板，则锂电池就有变形、漏液、爆炸的危险。在恶性削价竞争下，各家寻求更低价位的保护电路板，或者根本省略了这个装置，使得市面上充斥着有爆炸危险的锂电池。消费者无法从外观分辨出来是否有保护电路板，因此最好选择有信誉的商家购买。
2022年01月19日工信部将指导有关单位加快制定锂电编码标准。
水溶液电池
2013年3月13日消息,最新一期《自然》(Nature)杂志子刊《科学报道》(Sci.Report)刊发了复旦大学教授吴宇平课题组的一项重磅研究成果。这项关于水溶液锂电池体系的最新研究，可将锂电池性能提高80%。电动汽车只需充电10秒即可行驶400公里，这种电池成本低廉，安全不易爆炸。
吴宇平课题组13日向记者展示了这种锂电池体系。一片薄薄的金属锂，被特制的复合膜紧密包裹，将其置于pH值呈中性的水溶液中，与锂离子电池中传统的正极材料尖晶石锰酸锂组装，即可制成平均充电电压为4.2V、放电电压为4.0V的新型水锂电，这一成果大大突破了水溶液的理论分解电压1.23V。
吴宇平课题组的这项成果对发展新型的低成本、易大规模生产、安全环保的蓄电池体系提供了可能。据称，新型的水锂电采用水溶液作为电解质，阻燃性增强，使电池在使用过程中不易发烫发热，安全性能高；用高分子材料和无机材料制成复合膜，能将电池的能量损耗降到5%以下。
据估计，如果将这种电池用于手机，同样大小的电池至少能将手机通话时间延长一倍，成本则不足原有的一半；用于汽车同样如此，对环境构成的污染也比现有锂电池小得多。
吴宇平说，美国能源研究所已“瞄”上这项研究，希望与他达成合作意向。但他更希望能与国内有前瞻性的企业合作。他表示，“新型水锂电在生活中可具体应用到各方各面，希望水锂电的突破能够最终使消费者对安全放心、对成本接受，解决目前全球踌躇不前的电动汽车产业。”
和铅酸电池区别
锂电池和铅酸电池作为两种不同的化学电源体系，它们在多个方面存在显著的区别。以下是关于锂电池和铅酸电池的主要区别：
一、材料组成
锂电池：主要使用锂元素或其化合物（如锂离子）作为电极活性材料，并配以碳材料（如石墨）作为负极。锂电池的正极材料种类繁多，包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等。
铅酸电池：主要使用铅及其化合物（如铅酸）作为电极活性材料，电解液为硫酸溶液。铅酸电池的结构相对简单，由正极板、负极板、隔板、电解液和电池槽等组成。
二、能量密度
锂电池：具有更高的能量密度，这意味着相同重量的锂电池可以存储更多的电能。这种特性使得锂电池在便携式电子设备和电动汽车等领域具有广泛的应用前景。
铅酸电池：虽然也具有一定的能量密度，但相比锂电池而言要低得多。
三、充电速度
锂电池：通常具有较快的充电速度，可以在较短时间内充满电。
铅酸电池：充电速度相对较慢，需要更长的时间才能充满电。
四、使用寿命
锂电池：使用寿命通常比铅酸电池长。锂电池可以在数千次的充放电循环中保持其性能。
铅酸电池：通常在数百次充放电循环后就需要更换。
五、环保性
锂电池：是一种相对环保的能源储存方式。虽然锂电池在生产过程中可能产生一些有害物质，但其回收和处理过程相对较少产生有害物质。此外，锂电池的高能量密度和长使用寿命也有助于减少废弃电池的数量和对环境的污染。
铅酸电池：则存在较为严重的环境污染问题。铅酸电池中含有有毒的铅和硫酸等物质，在生产、使用和处置过程中都可能对环境和人类健康造成危害。
六、成本
锂电池：的成本通常高于铅酸电池。这主要是由于锂电池的原材料成本较高以及生产工艺复杂等原因所致。然而，考虑到锂电池的高能量密度和长使用寿命等优点，其在长期应用中可能具有更好的成本效益。
铅酸电池：则因其生产成本相对较低而在一些低成本应用中具有竞争优势。
七、应用领域
锂电池：广泛应用于手机、笔记本电脑、电动车、储能系统等领域，这些应用对能量密度、自放电率和环保性有较高要求。
铅酸电池：主要应用于汽车启动电源、电动自行车、不间断电源等领域，这些应用对能量密度要求不高，但对成本和循环寿命有一定要求。
综上所述，锂电池和铅酸电池在材料组成、能量密度、充电速度、使用寿命、环保性、成本以及应用领域等方面都存在明显的差异。在选择电池类型时，应根据具体的应用场景和预算来做决策。
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