如何从锂电池中取锂金属材料(如何从锂电池中取锂金属材料视频)

锂电池的正确使用方法

以、锂电池的正确使用方法

虽然锂电池用途广泛，在汽车、电动车、手机、平板、笔记本等等设备中都有用到，在不久的将来，也许有更多的设备要用它，但就目前看，手机和平板之类的设备，仍然是距离我们最近的锂电池供电设备。因此，有必要对手机锂电池做出特别的使用说明。

1、充电

在使用锂电池中应注意的是，电池放置一段时间后则进入休眠状态，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。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此，从我自己的实践来看，从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。对于锂电池的“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，我所查阅过的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。通常，手机说明书上介绍的充电方法，就是适合该手机的标准充电方法。

此外，锂电池的手机或充电器在电池充满后启举数都会自动停充，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，如果你的锂电池在充满后，放在充电器上也是白充。而我们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，所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。此外在对某些手机上，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，但显然对电池和手机/充电器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，而以我国电网的情况看，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。此外，不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电，过放电对锂电池同样也很不利。这就引出下面的问题。

2、正常使用中应该何时开始充电

在论坛上，经常可以见到这种说法，因为充放电的次数是有限的，所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电。但是找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表，关于循环寿命的数据列出如下：

循环寿命 (10%DOD)：1000次

循环寿命 (100%DOD)：200次

其中DOD是放电深度悄首的英文缩写。从表中可见，可充电次数和放电深度有关，10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相对总容量：10%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放电还是要比较好一些。在正常情况下，你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电答谈，但假如电池在预计第2天不可能坚持整个白天的时候，就应该及时开始充电，当然如果愿意背着充电器到办公室又当别论。而需要充电以应付预计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时候，即使在电池尚有很多余电时，那么你也只管提前充电，因为你没有真正损失“1”次充电循环寿命，也就是“0.x”次而已，而且往往这个x会很小。电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法，就是“尽量把手机电池的电量用完，最好用到自动关机”。这种做法其实只是镍电池上的做法，目的是避免记忆效应发生，不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后，仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应，不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低，以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。

3、对正确使用锂电池手机的重要提示

归结起来，我对锂电池手机在使用中的充放电问题最重要的提示是：

1、按照标准的时间和程序充电，即使是前三次也要如此进行；

2、当出现手机电量过低提示时，应该尽量及时开始充电；

3、锂电池的激活并不需要特别的方法，在手机正常使用中锂电池会自然激活。如果你执意要用流传的“前三次12小时长充电激活”方法，实际上也不会有效果。因此，所有追求12小时超长充电和把锂电池手机用到自动关机的做法，都是错误的。如果你以前是按照错误的说法做的，请你及时改正，也许为时还不晚。当然，在手机及充电器自身保护和控制电路质量良好的情况下，对锂电池的保护还是有相当保证的。所以对充电规则的理解才是重点，在某些情况下也是可以做出某种让步的。比如发现手机在你夜晚睡觉前必须充电的话，也可以在睡前开始充电。问题的关键在于，应该知道正确的做法是什么，并且不要刻意按照错误的说法去做。

二、电池保养

其实电池没有太多要顾及的使用注意，换句话说是顾及也没有太大用。一个电池能使用多少次，差别更多的来自电池本身制造中的个体差异，而不是使用方法。除了本身的电池品质之外，电池自身的使用寿命是有限的。一旦电池下了生产线，其寿命就开始流逝。不管你是否使用，锂电池的使用寿命都只在两到三年。电池容量下降的重要原因之一还是由于氧化引起的内部电阻增加，最后电解槽电阻会达到某个点，尽管这时电池充满电，但电池不能释放已储存的电量。许多朋友都认为初次使用锂电池应该充电16个小时以上，这样可以充分的激活电池，其实这样做并没有根据，这只是当年流行的镍氢或镍镉电池的充电方法，对于锂离子电池来说并不适用。因为这种以锂聚合物为核心的电池在理论上并没有记忆效应，即便有，也是完全可以忽略不计的。所以只需要冲3个小时左右就完全可以了，如果显示充电已完成，并且暂时不需要外接电源使用，那么就可以拔下电源，不必再等这么长的时间了。

误区一：PSP买回来需要反复充放电三次以便激活电池。除非买到的PSP是库存一年以上的产品，否则就不需要这样做，因为现在的电池电芯在出厂的时候已经经过激活，而电芯在封装成PSP电池的时候又经过一次相当于激活的检验，因此你拿到手的电池，早已是被激活过的了，再做三次充放电过程只是无谓的增加电池的损耗。

误区二：第一次充电必须充够12小时。这对于早期那些没有电池控制电路的镍氢电池设备是适用的，但对于如今具有智能充放电控制模块的PSP来说却是个笑话，当PSP电池充满之后，充电电流就会被自动切断，并且在系统显示为“外接电源”。哪怕你继续充120个小时，状态也不会有任何变化了，一般来说，3小时也完全充满了，剩下的“充电”只是浪费自己的时间。反而是拿到新机器的时候应该先把电量放光再充电。

误区三：电池需要每月一次彻底充放。对于记忆效应很强的镍氢电池，这是必须的工作，但对于锂电池，这个周期却太频繁了，锂电池在理论上是消除记忆效应的，即便有，也已经大大减弱了可忽略不计的程度，如果你使用电池很频繁，那么你应该将电池放电到比较低(大约10~15%)再充电，但如果放电到连机器都开不了(0~1%)，就属于对锂电池的有较大损伤的深度放电，一般来说每2个月做一次这样的操作就可以了。如果你很少使用电池，那么只要每3个月进行一次这样的操作就可以了。

误区四：边充电边工作，或者充电完成后会继续使用外接电源会损害主机和电池。这是最为可笑的一个论点。所谓孔穴电子、次充等机理层面的理论性论调，在实际中能得到多少反应呢?电池工业学术界对此的看法首先是不统一的。理论尚且有分歧，如何拿来指导消费者使用的实际?电池的损耗分为正常损耗和伤害性损耗，外接电源使用和边充电边使用真正造成的损耗程度，完全在电池正常损耗范围以内，也就是说，无论有如何系统的理论化维护措施，电池都是会老化的，这就如同多么神奇的化妆品和保养也不能阻止美女变成老太婆，最多只是延缓而已，但表面的粉饰所起到的真正效用究竟能有多少，这绝不是理论所能解释的——尊重实际使用经验才是正确和科学的认识观。也许有人说，唯一避免电池老化的方法是不使用(所以很多人会选择将电池拿下来)，但这样一来令PSP便携性失去意义，二来电池即便在封存状态下，也是随着时间的延长而自然老化的。电池实际上是一种半易耗品，只要电池为你带来了足够的便捷和快乐，我想它们的牺牲才是有价值的。

新能源锂电池未来是怎么样的一个趋势？

行业主要上市公司：宁德时代(300750);比亚迪(002594);国轩高科(002074);孚能科技(688567);亿纬锂能(300014);鹏辉能源(300438);欣旺达(300207)等

本文核心数据：锂电池板块上市公司研发费用;锂电池相关论文发表数量

全文统计口径说明：1)论文发表数量统计以“lithium

battery”为关键词，选择“中国”、“论文”筛选。2)统计时间截至2022年8月笑兆17日。3)若有特殊统计口径会在图表下方备注。

锂电池技术概况

1、技术原理及类型

(1)锂电池技术原理

锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态;放电时则相反。

(2)锂电池的分类

按照电解质材料、电池外形、外包材料、正极材料、应用领域等不同分类方式，可将锂电池分为以下几类：

2、技术全景图：四大细分技术领域

从锂电池构成来看，锂电池技哗升圆术主要包括正极材料、负极材料、电解质和隔膜四个主要细分技术领域。其中，正极材料主要包括磷酸铁锂、三元正极、锰酸锂等;负极材料主要包括碳系材料和非碳系材料;电解质主要包括液态电解质、固液复合电解质和固态电解质;隔膜主要包括干法隔膜和湿法隔膜。

锂电池技术发展历程：正负极材料演变拉动技术发展

从20世纪70年代第一个锂电池出现，到如今五十余年的岁月中，锂离子电池不断发展，负极材料从锂金属发展到碳材料，再试图回到锂金属;正极材料也不断丰富，陆续推出钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。

锂电池技术政策背景：政策加持技术水平提升

近些年来，我国提出了一系列锂离子电池技术发展相关政策，加速了锂离子电池产业链的发展，同时对锂电池的安全性、技术体系、回收体系做出了规范，使得锂电池技术水平稳步提升。

锂电池技术发展现状

1、锂电池技术科研投入现状

(1)国家重点研发计划项目

据已公开的国家重点研发计划项目，2018-2021年我国锂电池技术相关国家重点研发计划项目共计18项。国家重点研发计划项目的资金来源为中央财政经费，一个项目的财政经费在2亿元以上。

(2)A股上市企业研发费用

锂电池行业经过多年发展，产品相对成熟，但行业整体研发投入水平不算太高。从A股市场来看，2017-2021年，我国锂电池板块上市公司研发总费用逐年增长，2022年第一季度，锂电池板块上市公司研发总费用约46.75亿元。

2、锂电池技术科研创新成果

(1)论文发表数量

从锂电池相关论文发表数量来看，2010年至今我国锂电池相关论文发表数量呈现逐年递增的趋势，可见锂电池科研热度持续走高。截至2022年8月，我国已有69366篇锂电池相关论文发表。

注：统计时间截至2022年8月。

(2)技术创新热点

通过创新词云可以了解锂电池技术领域内最热门的技术主题词，分析该技术领域内最新重点研发的主题。通过智慧芽提取该技术领域中最近5000条专利中最常见的关键词，其中，正极材料、负极材料、电解质、集流体等关键词涉及的专利数量较多，说明锂电池领域近期的研发和创新重点集中于正负极材料、电解质等领域。

(3)专利聚焦领域

从锂电池专利聚焦的领域看，目前锂电池专利聚焦领域较明显，其主要聚焦于锂电池、锂离子电池、正极材料、负极材料、电解液等。

主要锂电池技术对比分析

根据分析磷酸铁锂、三元锂电池的技术特性，可以看出磷酸铁锂电池在安全性、经济性、原材料丰富度和循环寿命方面优势明显，而三元锂电池在能量密度、低温性能和充电效率方面优势明显。因此，磷酸铁锂电池技术更适合用于中短距离用车(中低端车型)、电动自行车、储能等场景;三元锂电池技术更适用于长距离用车(高端车型)、消费电子、医疗等场景。

锂电池技术发展痛点及突破

1、锂电池技术发展痛点

(1)缺乏高能量密度的正负极材料产业化应用

尽管锂离子电池技术和市场快速发展使得电池能量密度已有明显提升，然而缺乏可行的未来正极材料来继续提高锂离子电池的能量密度，给锂离子电池产业持续发展带来了重大挑战。

(2)锂离子电池安全问题亟待解决

另一方面，锂离子电池安全问题也是锂离子电池技术发展的痛点之一。锂离子电池安全问题的根源主要是电池的热失控乱塌。主要是由于锂离子电池内部具有很强的燃爆条件，其内部的易燃性材料如低熔点可燃有机脂类化合物、石墨负极材料都会成为相应的“燃料”，在充放电以及运行过程中不当的热管理将成为锂电池安全事故的导火索，最终引发燃爆事故。

2、锂电池技术发展突破

(1)锂电池结构创新设计

锂电池电芯集成方式的革新是锂电池的重要结构创新，例如CTP(Cell To

Pack)即跳过标准化模组环节，直接将电芯集成在电池包上，提高能量密度。

(2)固态电池技术

目前，锂离子电池面临着安全性差的问题，固态电池可在安全性、能量密度、温度范围等方面突破锂离子电池的局限。

锂电池技术发展方向及趋势：短期提高电池能量密度、长期技术路线多元化

短期内，提高锂电池能量密度主要通过对现有材料体系的迭代升级和电池结构革新来实现。其中，锂电池材料体系的迭代升级包括正负极材料、电解液和隔膜的迭代升级;电池结构革新又包括电芯、模组、封装方式等的结构改进和精简。

从长期来看，由于磷酸铁锂电池能量密度上限较低，并且为了应对不同应用场景下的不同需求，锂电池技术路线将朝多元化方向发展。除了酸铁锂电池和三元锂电池之外，固态电池、磷酸锰铁锂电池、富锂锰基电池等新型锂电池技术路线的发展趋势向好。

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究，瞄准国际科技前沿，服务国家重大战略需求，围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关，促进碳中和技术成果转化和推广应用，为企业创新找到技术突破口，为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询和技术咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校，二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化，拥有55项专利、33篇论文，并已将30多种产品推向市场，创造商业价值50+亿元，专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

以上数据参考前瞻产业研究院《锂电池行业技术趋势前瞻及投资价值战略咨询报告》。

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