鋰蓄電池(lithium battery)是一種負極采用鋰材料蓄電池的,屬于二次電池(secondary cell)。它是日本SONY公司在1990年首先研制出并開始實現商品化的。在通信電源系統中也得到了應用,特別是移動通信終端所使用。
一、鋰蓄電池的定義與特點
1、定義
在我國國家標準GB/T 2900.41《電工術語 原電池與蓄電池》中對鋰電池(lithium cell)的定義是:含非水電解質,負極為鋰或含鋰的電池。非水電解質電池是指其液體電解質中既不含水也無其它活性質子(H+)來源的電池。鋰電池可以是原電池或蓄電池,取決于設計所選擇的特征。在通信電源系統中使用的鋰電池主要是鋰蓄電池(lithium battery)。
欲更多了解通信用蓄電池基礎知識介紹的請進入。
2、特點
由于鋰具有最輕的原子量(6.94)、最負的標準電極電位(-3.05V)和最高的電化當量(3.86Ah/g)成為良好的電池負極材料,因而與適當的正極材料配合構成電壓高、能量高的鋰電池。
與同類的堿性蓄電池相比,鋰電池的特點在于開路電壓高(如鎳氫和鎳鎘電池的開路電壓為1.2V)、比能量高高(比能量指的是單位質量或單位體積的能量,用W·h/kg或W·h/L來表示)、比容量大(是鎳鎘電池的2.5倍,是鎳氫電池的1.5倍)、自放電率低(小于8%/月,遠低于鎘鎳電池的30%和鎳氫電池的40%)、壽命長(通常都可以達到千次以上)、無記憶效應等突出優點,但鋰電池的缺點是價格相對昂貴(是鉛酸蓄電池的3~5倍)、使用不當可能導致危險(漏液、起火、爆炸和過熱等)等,鋰電池的主要特點及釋義匯總在下表1-2中。
表1-2:鋰電池的主要特點
二、鋰蓄電池的型號命名
鋰蓄電池的型號命名方法是遵循于GB/T 7169《含堿性或其它非酸性電解質的蓄電池和蓄電池組型號命名方法》的規定。它給出了包括單體蓄電池的型號和蓄電池組的型號。
欲詳細了解鋰蓄電池的型號命名方法介紹的請進入。
三、鋰蓄電池的分類
依據GB/T 7169中鋰蓄電池的型號命名方法,可知其分類方法有:
1、按負極材料不同的分類,有:具有嵌入特性負極的鋰離子蓄電池和金屬鋰負極的鋰電池,或稱為鋰合金蓄電池。在通信電源中(移動通信終端或通信設備用后備蓄電池組),所使用的大多是鋰離子蓄電池。在GB/T 2900.41中對鋰離子蓄電池的定義是:含有有機電解質,利用儲鋰的層間化合物做正極和負極的蓄電池(注:鋰離子電池不含金屬鋰)。
2、按正極材料不同的分類,有:鈷基型蓄電池、鎳基型蓄電池、錳基型蓄電池、釩基型蓄電池、鈦基型蓄電池等。所謂x基型,是指正極材料是以該金屬的化合物,如二氧化鈷(CoO?)、二氧化錳(MnO?)、磷酸鐵(FePO4)等。在通信電源系統中,使用磷酸鐵鋰離子蓄電池組來為機房內的通信設備提供后備直流電源。
3、按外形不同的分類:通常分為圓柱形、方形和扣式(高度小于圓柱形)三種。
4、另外,按電解質不同的分類,有:液態鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)或固體鋰離子電池(PLB)。液態鋰離子電池使用液體電解質,聚合物鋰離子電池則以非液態聚合物電解質,這種聚合物可以是“干態”的,也可以是“膠態”的,目前大部分采用凝膠聚合物電解質。
四、通信終端用鋰離子蓄電池
由于鋰離子蓄電池的突出特點,在通信系統中,目前其移動通信終端所使用的供電電源大多是鋰離子蓄電池。為此,我國相關標準對鋰離子蓄電池的技術要求和安全要求專門作出了規范。
1、技術要求
我國國家標準GB/T 18287 《移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規范》,規定了移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組的術語和定義、技術要求等內容。通信行業標準YD/T 998.1-1999《移動通信手持機用鋰離子電源及充電器 鋰離子電源》也對移動通信手持機用鋰離子電源的技術要求做出了規定。
欲詳細了解上述標準對鋰蓄電池相關技術要求的請進入。
2、安全要求
由于鋰離子蓄電池在使用過程中(充放電過程),可能導致如漏液、起火、爆炸和過熱等危險,而包含有鋰蓄電池的移動通信終端又屬于人們隨身攜帶、近身使用的一個物品。由此,我國國家標準GB 31241《便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組 安全要求》專門對包括移動通信終端在內的便攜式電子產品用鋰離子電池的安全要求作出了規定。我國通信行業標準YD/T 1268.1-2003《移動通信手持機鋰電池的安全要求和試驗方法》也規范了移動通信手持機用鋰離子電池的安全性能要求。
欲詳細了解上述標準對鋰蓄電池相關安全性能要求的請進入。
四、鋰離子蓄電池在通信電源系統的使用
1、通信終端用直供電源
由于鋰離子蓄電池的突出特點,特別是其極高的比能量特性,成為移動通信終端所使用的直供電源,首當其沖。在通信終端中,目前幾乎是鋰離子蓄電池供電。
我國國家標準GB/T 18287 《移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規范》,規定了移動電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組的術語和定義、技術要求等內容。通信行業標準YD/T 998.1《移動通信手持機用鋰離子電源及充電器 鋰離子電源》也對移動通信手持機用鋰離子電源的技術要求做出了規定。
欲詳細了解上述標準對鋰蓄電池相關技術要求的請進入。
由于鋰離子蓄電池在使用過程中(充放電過程),可能導致如漏液、起火、爆炸和過熱等危險,而包含有鋰蓄電池的移動通信終端又屬于人們隨身攜帶、近身使用的一個物品。由此,我國國家標準GB 31241《便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組 安全要求》專門對包括移動通信終端在內的便攜式電子產品用鋰離子電池的安全要求作出了規定。我國通信行業標準YD/T 1268.1《移動通信手持機鋰電池的安全要求和試驗方法》也規范了移動通信手持機用鋰離子電池的安全性能要求。
欲詳細了解上述標準對鋰蓄電池相關安全性能要求的請進入。
2、通信設備用后備電源
我們知道,通信局(站)的通信設備供電電源,目前大量使用的是閥控式密封鉛酸蓄電池(VRLAB)作為后備電池。這主要是因為鉛酸蓄電池的價格較低,建設成本小的特點,但其存在著比能量低、體積大、壽命短等缺點。因此,在通信電源系統中采用鋰離子蓄電池組作為機房通信設備用后備電源,將會為通信機房節省大量的空間,尤其是在如今直流分散供電方式下。隨著鋰電池價格的降低,其代替VRLAB作為通信機房設備的后備電源將成為可能。為此,我國在2011年已開始發布了YD/T 2344.x《通信用磷酸鐵鋰電池組》的通信行業系列標準,采用磷酸鐵(FePO4)鋰離子電池組作為通信設備電源的后備電池組,系列標準對應用及要求作出了相應的規定。
欲詳細了解YD/T 2344.x相關磷酸鐵鋰電池組的相應要求的請進入。
欲進一步了解通信用鉛酸蓄電池相關知識介紹的請進入。