鋰錳電池

　　1.簡介

　　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，遙控車門鎖。他們有許多形狀和大小，與常見的品種，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)較長的時(shí)間比堿性電池的電壓較高。

　　2.種類

　　鋰-錳電池：我們先來了解一下鋰電池的種類。鋰電池是目前使用最多鋰鈕扣電池(最早我們稱為水銀電池，因?yàn)槲廴竞碗娙萘恐示€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。加上放電曲線穩(wěn)定，因此許多高科技產(chǎn)品如主機(jī)板都使用它來當(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)電池市場的極佳選擇。不過，因?yàn)樗脑辖饘黉嚲哂邢喈?dāng)高的化學(xué)活性， 因此不宜使用過多于同一電池中，以避免有產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)。

　　3.工作原理

　　鋰-二氧化錳電池以經(jīng)過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)是無機(jī)鹽高氯酸鋰（LiClO4），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石礦時(shí)發(fā)現(xiàn)。由于其電位最負(fù)，與適當(dāng)?shù)?span id="xxo4bq9" class='hrefStyle'>正極材料匹配構(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。開路電壓在3.3V左右，負(fù)載電壓在2.8V，標(biāo)稱電壓為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。

　　4.電池結(jié)構(gòu)

　　Li/MnO2電化學(xué)體系可以按不同的設(shè)計(jì)和機(jī)構(gòu)來制造，以適應(yīng)不同用途對小型化、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，包括錢幣式、碳包式、卷繞式和方形電池組體。

　　錢幣電池

　　二氧化錳片對著鋰圓盤負(fù)極，中間用非編織聚丙烯隔膜隔開，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，這對用電器來說，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)過長期的放電，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)過特殊工藝及配方，還可以滿足-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)、電話機(jī)、電飯煲、計(jì)算器、打卡機(jī)、電子記事簿、血糖測試儀、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。

　　圓柱形碳包式電池（能量型）

　　碳包式電池是兩種圓柱形鋰二氧化錳電池的一種，由于采用厚的電極和最大量的活性物質(zhì)，使電池具有最大的比能量。但是由于限制了電極表面積，從而也限制了電池的放電能力，使其只能用于低電流用途。電池蓋上有一個(gè)安全閥，一旦出現(xiàn)機(jī)械或電濫用事件可以釋放電池內(nèi)的壓力。除了卷邊密封電池外，還可以制成焊接式密封電池，這些電池具有10年貯存壽命，因而可以用于儲存器備用電源和其他低電流用途。此為能量型，一般能量型鋰二氧化錳電池型號后追加SE。例如：CR14335SE。不帶SE則是功率型。

　　圓柱形卷繞式電極Li/MnO2電池（功率型）

　　這種設(shè)計(jì)專門用于高電流脈沖應(yīng)用和連續(xù)高電流放電的場合。鋰負(fù)極和正極（在導(dǎo)電網(wǎng)上的薄型、涂膏式電極）與配置在兩個(gè)電極間的微孔聚丙烯隔膜以前卷繞成“膠卷”狀結(jié)構(gòu)。采用該設(shè)計(jì)使電極表面積增大，從而提高了電池的放電率能力。

　　高電流卷繞式結(jié)構(gòu)電池帶有一個(gè)安全閥，可以在電池遇到濫用事件時(shí)釋放壓力，許多這種電池也裝有可恢復(fù)的正溫度系數(shù)（PTC）器件，能夠限制電流和防止因短路造成的事故發(fā)生。

　　9V電池組

　　Li/MnO2體系已經(jīng)設(shè)計(jì)成9V電池組，其容量為1200mAh，特別適用于煙霧報(bào)警器，可以使用十年。還有一種容量為800mAh，結(jié)構(gòu)符合ANSI1604標(biāo)準(zhǔn)，可以與同尺寸傳統(tǒng)鋅電池進(jìn)行互換，該電池組由三只方形單體電池構(gòu)成（此為容量1200mAh），電極設(shè)計(jì)充分利用了內(nèi)部空間（另外一種是有3只圓柱1/2AA組成，容量為800mAh）。ABLE電池組外殼采用了一個(gè)超聲波焊接密封的塑料盒，Ultrlife電池組外殼采用超聲波焊接密封的不銹鋼。

　　薄型電池

　　一種電池設(shè)計(jì)概念是采用輕型電池包裝，使電池質(zhì)量和成本降低。其中一種途徑是使用熱封裝薄膜包裝的方形電池結(jié)構(gòu)取代金屬殼體包裝。這種結(jié)構(gòu)的鋰錳電池是使用在有源電子標(biāo)簽中一個(gè)很好的選擇，壽命在5-10年，容量和體積形狀可以自由設(shè)計(jì)，厚度可以設(shè)計(jì)到最薄為6mm。

　　5.運(yùn)輸規(guī)則

　　按照《危險(xiǎn)性商品運(yùn)輸?shù)穆?lián)合國推薦規(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，專門運(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。

　　常見的里面電池型號有CR2，CR123A，CR17450，CR26500等，而且鋰錳電池性能相對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.