随着世界越来越关注能源存储解决方案，了解这些系统背后的核心技术——电池——至关重要。在 RICHYE，我们编制了一份详细且易于理解的指南，旨在帮助您掌握电池及其应用的基础知识。在学习完本资源后，您将在电池技术方面打下坚实的基础，并开始熟悉这个重要的行业。享受您的学习之旅！

1. 电池格局

电池类型及其特点

原电池（一次性使用）

• 锌碳电池： 这些基本电池通常用于遥控器和挂钟等日常用品。虽然价格实惠，但使用寿命短且能量密度较低。

二次电池（可充电）

• 铅酸电池： 铅酸电池广泛应用于汽车和小型电动汽车，具有成本效益和可靠性。然而，与新技术相比，它们相对较重，能量密度较低。
• 镍镉 (NiCd) 电池： 镍镉电池曾经在早期的手机中流行，但由于其对环境的影响和记忆效应，随着时间的推移其效率会降低，因此现在已基本过时。
• 镍氢 (NiMH) 电池： 这些电池用于需要高放电电流的应用，例如医疗设备和混合动力汽车。它们比镍镉电池更环保，能量密度更高。
• 锂离子电池： 锂离子电池常用于智能手机、笔记本电脑和电动汽车等现代电子产品，它具有能量密度高、寿命长等特点，而且没有镍镉电池的记忆效应。

新兴技术

• 液流电池： 液流电池具有可扩展性，是大规模储能的理想选择，它使用由膜隔开的液体电解质。液流电池仍在开发中，用于移动应用。

每种电池类型都有各自的优缺点，适用于不同行业的不同应用。随着技术进步，固态和先进锂电池等新型电池有望进一步提高性能和安全性。

笔记： 期限 ”锂电池”最初指的是一次锂金属电池，这种电池由于安全问题现已被淘汰。如今，“锂电池”通常指锂离子电池。例如日常使用的 AA 和 AAA 干电池、早期使用镍氢电池的手机，以及现代智能手机、笔记本电脑和电动汽车中普遍使用的锂离子电池。

2. 关键电池术语

SOX：X 州

• H（健康）： 指示电池的整体状况。
• C (容量): 指电池的总储能能力。
• P（功率）： 表示电池快速输出能量的能力。
• E（能量）： 表示电池的能量含量。

SOC（充电状态）： 该术语描述电池在任何给定时间内容纳的电量，从 0（完全放电）到 1（完全充电），类似于测量桶中的水位。

DOD（放电深度）： 表示电池容量已被使用的比例。充满电的电池的DOD为0，完全放电的电池的DOD为1。DOD与SOC的关系表示为：DOD+SOC=1。

3. 锂离子电池 分类

按表现：

• 电源类型： 设计用于短时间内输出高功率。
• 能源类型： 针对长期能源存储进行了优化。

按物理形态：

• 圆柱形： 标准圆柱形状。
• 棱柱形（钢/铝外壳）： 矩形或方形，带有金属外壳。
• 袋（铝塑膜）： 灵活、轻便的薄膜肠衣。

按电解质材料：

• 液态锂离子电池（LIB）： 使用液体电解质用于电力应用。
• 聚合物锂离子电池（PLB）： 利用固体或凝胶状聚合物电解质。

按阴极材料分类：

• 磷酸铁锂（LFP）： 以安全和长寿而闻名。
• 锂钴氧化物（LCO）： 能量密度高但寿命较短。
• 锂锰氧化物（LMO）： 平衡功率和容量。
• 二元和三元电池： 包括 LiNiMnO2、LiNiCoO2、NCM 和 NCA 等变体。

按阳极材料分类：

• 钛酸锂（LTO）： 因快速充电和高循环稳定性而著称。
• 石墨烯和纳米碳纤维电池： 使用先进材料来提高导电性和容量。

18650电池： 18650 是一种标准化的锂离子电池型号，其中“18”表示直径为 18 毫米，“65”表示长度为 65 毫米。它通常有锂离子和磷酸铁锂 (LiFePO4) 两种变体，容量和电压各不相同。它的标准化确保了可靠性和安全性，并随着时间的推移不断改进以防止潜在的危险。

4. 锂离子电池 电压和容量

锂离子电池电压随放电电流、温度和电极材料而变化。充电和放电期间电压会发生变化，但通常使用 3.7V 的平均电压。材料的进步导致标称电压和容量发生变化，从而优化了不同应用的性能。

5.为什么选择锂离子电池？

轻的： 与铅酸电池和镍氢电池相比，锂离子电池具有更高的能量密度（200-260 Wh/kg），因此在相同容量的情况下重量明显更轻。

快速充电： 锂离子电池大约需要 3 小时才能充满电，比镍氢电池快得多。

无记忆效应： 与镍氢电池不同，锂离子电池不存在记忆效应，无需大量的充电放电循环即可保持其容量。

环保： 与铅酸电池相比，锂电池污染较小，回收利用选择也更好。

6. 安全注意事项 锂电池

尽管锂电池具有诸多优势，但由于锂的高反应性，锂电池也存在安全风险。过度充电、过热或物理损坏引起的热失控等问题可能会导致危险的反应。改进安全设计和协议对于降低这些风险至关重要。

热失控： 可能由机械、电气或热滥用引发，导致过热和潜在的安全隐患。

7. 应用和未来前景

应用：

• 电动汽车（EV）： 锂离子电池对于电动汽车的动力至关重要，具有高能量密度和长使用寿命。
• 可再生能源存储： 用于储存太阳能和风能等间歇性能源。
• 消费电子产品： 对于智能手机、笔记本电脑和平板电脑等设备来说至关重要。
• 航空航天和国防： 为卫星、航天器和军事装备提供能源。
• 医疗器械： 为心脏起搏器和便携式诊断工具等关键设备供电。

进步：

• 固态电池： 通过固体电解质提供增强的安全性和能量密度。
• 锂硫电池： 旨在实现更高的能量密度，并持续进行研究解决当前的局限性。
• 回收技术： 提高从废旧电池中回收有价值材料的效率。

未来方向：

• 公用事业规模存储： 随着成本下降，电网存储的使用率不断提高。
• 增强的安全功能： 不断创新以降低与锂电池相关的风险。
• 全球供应链改进： 努力保障关键物资稳定持续供应。

本指南旨在让您全面了解电池技术及其不断发展的前景。在 RICHYE，我们致力于帮助您驾驭和利用电池技术的进步，以实现更可持续的未来。