鋰錳電池

鋰錳電池：全稱鋰-二氧化錳電池（Lithium-manganese dioxide、Li-MnO2)。在原電池中，以金屬鋰作為陽極二氧化錳作為陰極，在原電池中，陽極是負極，電子由負極流向正極，電流由正極流向負極； 在電解池中陽極與正極相連，在陽極上發生氧化反應的是溶液中的陰離子。 與陰極（ cathode ）相對應。

基本介紹

• 中文名：鋰錳電池
• 外文名：Lithium-manganese dioxide、Li-MnO2
• 全稱：鋰-二氧化錳電池
• 類別：電池

基本信息

小型鋰電池是很常用的，攜帶型電子設備，如掌上電腦，手錶，攝像機，數位相機，溫度計，計算器，筆記本電腦的BIOS，通訊設備，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。許多這些設備的重型電力需求，是鋰離子電池的一個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，沉重的設備，如數位相機目前的需求，和他們保持一個較長的時間比鹼性電池的電壓較高。

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，因為污染和電容量之故現已逐漸被鋰-錳配方取代)基本電壓為3.0V， 最高電容量可達1200mAH。此電池可設計成輕薄短小且容量高的狀況。加上放電曲線穩定，因此許多高科技產品如主機板都使用它來當記憶體的備用電池。此外，被設計成圓柱型的鋰電池則具有高容量，低內阻，可以瞬間放出大電流，是照相機電池市場的極佳選擇。不過，因為它的原料金屬鋰具有相當高的化學活性， 因此不宜使用過多於同一電池中，以避免有產生爆炸的危險。

工作原理

鋰-二氧化錳電池以經過特殊工藝處理的二氧化錳為正極活性物質，以高電位、高比能量的金屬鋰為負極活性物質，電解液採用導電性能良好的有機電解質溶液，電池結構有全密封和半密封兩種組成形式。當然，全密封的安全性和保存期都要比半密封的好一些。

鋰-二氧化錳電池負極是金屬鋰，正極活性物質是二氧化錳。電解質是無機鹽高氯酸鋰（LiClO4），溶於碳酸丙烯酯（PC）和1、2-二甲氧基乙烷（DME）的混合有機溶劑中，其化學表達式為：

(-) Li / LiClO4—PC+DME / MnO2 (+)電池負極反應：Li → Li+ + e 正極反應：MnO2 + Li+ + e→MnO2（Li+）總反應：Li + MnO2 → MnO2 （Li+）

鋰-二氧化錳電池的反應機理不同於一般電池，在非水有機溶劑中，負極鋰溶解下的鋰離子通過電解質遷移進入到MnO2的晶格中，生成MnO2（Li+）。Mn由+4價還原為+3價，其晶體結構不發生變化。

鋰，原子序數3，位於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（-3.045V），元素名來源於希臘文，原意是“石頭”。1817年由瑞典科學家阿弗韋聰在分析透鋰長石礦時發現。由於其電位最負，與適當的正極材料匹配構成的電池具有優越的電性能。鋰-二氧化錳電池是鋰系列一次電池中價格最低、安全性最好的電池品種。開路電壓在3.3V左右，負載電壓在2.8V，標稱電壓為3.0V，截止電壓是2.0V，放電電壓比較平穩，適合大功率放電。

電池結構

Li/MnO2電化學體系可以按不同的設計和機構來製造，以適應不同用途對小型化、輕型化移動電源的多方面要求。它可以有多種結構形式，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極，中間用非編織聚丙烯隔膜隔開，隔膜侵透了電解質。電池採用卷邊壓縮密封。電池殼體用作正極端子，而蓋子用作負極端子。這種錢幣式電池保持壽命是3年。

CR扣式電池圖解 鋰錳電池

電池的放電反應

負極反應: Li→Li+ +e-

正極反應:Mn+4O2+ Li+ +e-　→ Mn+3O2(Li+)

總放電反應:Mn+4O2+ Li　→ Mn+3O2(Li+)

鋰-二氧化錳電池的開路電壓約為 3V，放電電壓平穩是它的一大特點。

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3V以上，是普通電池的兩倍，這對用電器來說，就意味著可節省電源空間和減輕重量。

2.放電性能

即使經過長期的放電，它仍保持穩定的工作電壓，這大大地改善了用電器的可靠性使用電器達到免維護（基本不必更換電池）的程度。

3.溫度特性

優質、導電性能良好的有機電解質溶液的套用，使電池能在-20℃～60℃溫度範圍內正常地工作，經過特殊工藝及配方，還可以滿足-40～80℃的工作溫度要求。

4.防漏性能

可靠的密封結構和採用優質的電液及正、負極活性物質，使電池具有良好的防漏性能。

5.工作特性

由於有機物與鋰的作用，在鋰負極的表面上形成一保護膜層，這是鋰電池能長時間保持其性能不變的根本原因，再加上精密、可靠的電池密封結構以及高穩定性活性物質的使用，使電池自放電的年容降率能控制在低於2%的水平。

CR扣式電池常規型號 鋰錳電池

二.電池的套用

鋰錳扣式電池廣泛地適套用於計算機主機板、移動通信、C－MOS、S－RAM及電子記憶系統。作為支撐電源，套用在手錶、照相機、電話機、電飯煲、計算器、打卡機、電子記事簿、血糖測試儀、耳溫槍、遙控器、電子閃光產品、電子閃光波鞋燈等日常電子產品。

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，由於採用厚的電極和最大量的活性物質，使電池具有最大的比能量。但是由於限制了電極表面積，從而也限制了電池的放電能力，使其只能用於低電流用途。電池蓋上有一個安全閥，一旦出現機械或電濫用事件可以釋放電池內的壓力。除了卷邊密封電池外，還可以製成焊接式密封電池，這些電池具有10年貯存壽命，因而可以用於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後追加SE。例如：CR14335SE。不帶SE則是功率型。

鋰錳電池 碳包式結構圖

圓柱形卷繞式電極Li/MnO2電池（功率型）

這種設計專門用於高電流脈衝套用和連續高電流放電的場合。鋰負極和正極（在導電網上的薄型、塗膏式電極）與配置在兩個電極間的微孔聚丙烯隔膜以前卷繞成“膠捲”狀結構。採用該設計使電極表面積增大，從而提高了電池的放電率能力。

高電流卷繞式結構電池帶有一個安全閥，可以在電池遇到濫用事件時釋放壓力，許多這種電池也裝有可恢復的正溫度係數（PTC）器件，能夠限制電流和防止因短路造成的事故發生。

鋰錳電池 卷繞結構圖

鋰錳電池 卷繞結構圖

鋰錳電池性能表

9V電池組

Li/MnO2體系已經設計成9V電池組，其容量為1200mAh，特別適用於煙霧報警器，可以使用十年。還有一種容量為800mAh，結構符合ANSI1604標準，可以與同尺寸傳統鋅電池進行互換，該電池組由三隻方形單體電池構成（此為容量1200mAh），電極設計充分利用了內部空間（另外一種是有3隻圓柱1/2AA組成，容量為800mAh）。ABLE電池組外殼採用了一個超音波焊接密封的塑膠盒，Ultrlife電池組外殼採用超音波焊接密封的不鏽鋼。

9V軟包電池 鋰錳電池結構圖

薄型電池

一種電池設計概念是採用輕型電池包裝，使電池質量和成本降低。其中一種途徑是使用熱封裝薄膜包裝的方形電池結構取代金屬殼體包裝。這種結構的鋰錳電池是使用在有源電子標籤中一個很好的選擇，壽命在5-10年，容量和體積形狀可以自由設計，厚度可以設計到最薄為6mm。

鋰錳薄型電池 RFID電池

運輸規則

按照《危險性商品運輸的聯合國推薦規範》第188部分的“特殊條款”（UN Recommendations on the Transport of Dangerous Goods / Special Provision 188）所規定：“如果鋰電池在運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的安全防護，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輸規範的各項技術要求。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輸就要特別注意和有關係了。不能上客機運輸，專門運輸貨物的飛機是可以的，一般都要有MSDS才能讓快遞和貨運或者海關接受運輸條件。

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