鋰錳電池:全稱(chēng)鋰-二氧化錳電池(Lithium-manganese dioxide、Li-MnO2)。在原電池中,以金屬鋰作為陽(yáng)極二氧化錳作為陰極,在原電池中,陽(yáng)極是負(fù)極,電子由負(fù)極流向正極,電流由正極流向負(fù)極; 在電解液中陽(yáng)極與正極相連,在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)的是溶液中的陰離子。 與陰極( cathode )相對(duì)應(yīng)。
小型鋰電池是很常用的,便攜式電子設(shè)備,如掌上電腦,手表,攝像機(jī),數(shù)碼相機(jī),溫度計(jì),計(jì)算器,筆記本電腦的BIOS,通訊設(shè)備,遙控車(chē)門(mén)鎖。他們有許多形狀和大小,與常見(jiàn)的品種,3伏的“硬幣”型錳品種,一般直徑為20毫米和1.6-4毫米厚。許多這些設(shè)備的重型電力需求,是鋰離子電池的一個(gè)特別有吸引力的選擇。鋰電池,特別是可以很容易地支持短暫的,沉重的設(shè)備,如數(shù)碼相機(jī)目前的需求,和他們保持一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間比堿性電池的電壓較高。
鋰-錳電池:我們先來(lái)了解一下鋰電池的種類(lèi)。鋰電池是目前使用最多鋰鈕扣電池(最早我們稱(chēng)為水銀電池,因?yàn)槲廴竞碗娙萘恐尸F(xiàn)已逐漸被鋰-錳配方取代)基本電壓為3.0V, 最高電容量可達(dá)1200mAH。此電池可設(shè)計(jì)成輕薄短小且容量高的狀況。加上放電曲線(xiàn)穩(wěn)定,因此許多高科技產(chǎn)品如主機(jī)板都使用它來(lái)當(dāng)記憶體的備用電池。此外,被設(shè)計(jì)成圓柱型的鋰電池則具有高容量,低內(nèi)阻,可以瞬間放出大電流,是照相機(jī)電池市場(chǎng)的極佳選擇。不過(guò),因?yàn)樗脑辖饘黉嚲哂邢喈?dāng)高的化學(xué)活性, 因此不宜使用過(guò)多于同一電池中,以避免有產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)。
鋰-二氧化錳電池以經(jīng)過(guò)特殊工藝處理的二氧化錳為正極活性物質(zhì),以高電位、高比能量的金屬鋰為負(fù)極活性物質(zhì),電解液采用導(dǎo)電性能良好的有機(jī)電解質(zhì)溶液,電池結(jié)構(gòu)有全密封和半密封兩種組成形式。當(dāng)然,全密封的安全性和保存期都要比半密封的好一些。
鋰-二氧化錳電池負(fù)極是金屬鋰,正極活性物質(zhì)是二氧化錳。電解質(zhì)是無(wú)機(jī)鹽高氯酸鋰(LiC104),溶于碳酸丙烯酯(PC)和1、2-二甲氧基乙烷(DME)的混合有機(jī)溶劑中,其化學(xué)表達(dá)式為:
(-) Li / LiClO4—PC+DME / MnO2 (+)電池負(fù)極反應(yīng):Li → Li+ + e 正極反應(yīng):MnO2 + Li+ + e→MnO2(Li+)總反應(yīng):Li + MnO2 → MnO2 (Li+)
鋰-二氧化錳電池的反應(yīng)機(jī)理不同于一般電池,在非水有機(jī)溶劑中,負(fù)極鋰溶解下的鋰離子通過(guò)電解質(zhì)遷移進(jìn)入到MnO2的晶格中,生成MnO2(Li+)。Mn由+4價(jià)還原為+3價(jià),其晶體結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化。
鋰,原子序數(shù)3,位于元素周期表第一主組的第一位,在已知的金屬中原子量最輕(6.94),電極電位最負(fù)(-3.045V),元素名來(lái)源于希臘文,原意是“石頭”。1817年由瑞典科學(xué)家阿弗韋聰在分析透鋰長(zhǎng)石礦時(shí)發(fā)現(xiàn)。由于其電位最負(fù),與適當(dāng)?shù)恼龢O材料匹配構(gòu)成的電池具有優(yōu)越的電性能。鋰-二氧化錳電池是鋰系列一次電池中價(jià)格最低、安全性最好的電池品種。開(kāi)路電壓在3.3V左右,負(fù)載電壓在2.8V,標(biāo)稱(chēng)電壓為3.0V,截止電壓是2.0V,放電電壓比較平穩(wěn),適合大功率放電。
Li/MnO2電化學(xué)體系可以按不同的設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)來(lái)制造,以適應(yīng)不同用途對(duì)小型化、輕型化移動(dòng)電源的多方面要求。它可以有多種結(jié)構(gòu)形式,包括錢(qián)幣式、碳包式、卷繞式和方形電池組體。
錢(qián)幣電池
二氧化錳片對(duì)著鋰圓盤(pán)負(fù)極,中間用非編織聚丙烯隔膜隔開(kāi),隔膜侵透了電解質(zhì)。電池采用卷邊壓縮密封。電池殼體用作正極端子,而蓋子用作負(fù)極端子。這種錢(qián)幣式電池保持壽命是3年。
電池的放電反應(yīng)
負(fù)極反應(yīng): Li→Li+ +e-
正極反應(yīng):Mn+4O2+ Li+ +e- → Mn+3O2(Li+)
總放電反應(yīng):Mn+4O2+ Li → Mn+3O2(Li+)
鋰-二氧化錳電池的開(kāi)路電壓約為 3V,放電電壓平穩(wěn)是它的一大特點(diǎn)。
一.電池的主要性能
1.能量密度
鋰-二氧化錳電池的電壓高達(dá)3V以上,是普通電池的兩倍,這對(duì)用電器來(lái)說(shuō),就意味著可節(jié)省電源空間和減輕重量。
2.放電性能
即使經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的放電,它仍保持穩(wěn)定的工作電壓,這大大地改善了用電器的可靠性使用電器達(dá)到免維護(hù)(基本不必更換電池)的程度。
3.溫度特性
優(yōu)質(zhì)、導(dǎo)電性能良好的有機(jī)電解質(zhì)溶液的應(yīng)用,使電池能在-20℃~60℃溫度范圍內(nèi)正常地工作,經(jīng)過(guò)特殊工藝及配方,還可以滿(mǎn)足-40~80℃的工作溫度要求。
4.防漏性能
可靠的密封結(jié)構(gòu)和采用優(yōu)質(zhì)的電液及正、負(fù)極活性物質(zhì),使電池具有良好的防漏性能。
5.工作特性
由于有機(jī)物與鋰的作用,在鋰負(fù)極的表面上形成一保護(hù)膜層,這是鋰電池能長(zhǎng)時(shí)間保持其性能不變的根本原因,再加上精密、可靠的電池密封結(jié)構(gòu)以及高穩(wěn)定性活性物質(zhì)的使用,使電池自放電的年容降率能控制在低于2%的水平。
二.電池的應(yīng)用
鋰錳扣式電池廣泛地適應(yīng)用于計(jì)算機(jī)主機(jī)板、移動(dòng)通信、C-MOS、S-RAM及電子記憶系統(tǒng)。作為支撐電源,應(yīng)用在手表、照相機(jī)、電話(huà)機(jī)、電飯煲、計(jì)算器、打卡機(jī)、電子記事簿、血糖測(cè)試儀、耳溫槍、遙控器、電子閃光產(chǎn)品、電子閃光波鞋燈等日常電子產(chǎn)品。
按照《危險(xiǎn)性商品運(yùn)輸?shù)穆?lián)合國(guó)推薦規(guī)范》第188部分的“特殊條款”(UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods / Special Provision 188)所規(guī)定:“如果鋰電池在運(yùn)輸過(guò)程中避免了電池之間的相互短路和在包裝上具有適當(dāng)?shù)陌踩雷o(hù),電池中鋰金屬的量不超過(guò)1.0克的鋰電池被視為安全性商品”。
鋰-二氧化錳扣式電池一般都能符合此運(yùn)輸規(guī)范的各項(xiàng)技術(shù)要求。鋰錳C型CR26500以及D型34615以及更大型號(hào)的鋰錳柱式和組合電池運(yùn)輸就要特別注意和有關(guān)系了。不能上客機(jī)運(yùn)輸,專(zhuān)門(mén)運(yùn)輸貨物的飛機(jī)是可以的,一般都要有MSDS才能讓快遞和貨運(yùn)或者海關(guān)接受運(yùn)輸條件。
常見(jiàn)的里面電池型號(hào)有CR2,CR123A,CR17450,CR26500等,而且鋰錳電池性能相對(duì)于鋰亞電池的安全性更高,所以更多的組合電池為鋰錳電池組合而成.