锂离子电池和锂电池详解

您可能会问，为什么有些电池的寿命更长或可以重复使用，而有些电池却不能。这是因为 锂电池和锂离子电池的主要区别 是可充电性和化学性。锂电池是一次性电池，而锂离子电池则是可充电电池。了解两者的区别有助于为您的设备选择合适的电池，并保证您的安全。最近的研究表明，锂离子电池为大多数智能手机、笔记本电脑甚至电动汽车提供动力，目前，锂离子电池已占汽车电池的一半以上。 全球锂离子需求超过 60%.使用正确的电池可以提高设备性能，降低安全风险。

主要区别

可充电

在锂电池和锂离子电池之间进行选择时，可充电性是最重要的区别。锂电池是一次性电池。您不能给它们充电。一旦电量耗尽，就必须更换。这种电池最适用于需要较长保质期和低功率的设备，如烟雾报警器或遥控器。

而锂离子电池是可充电的。您可以使用数百次后再将其耗尽。这使它们成为智能手机、笔记本电脑和电动汽车等日常设备的理想选择。可充电锂离子电池具有内置管理系统。这些系统有助于控制充电、温度和电压，从而保证您的安全并延长电池的使用寿命。

要点

• 锂电池不可充电，只能一次性使用。
• 锂离子电池可充电，支持多次充电。
• 锂电池 成本更低，适合低耗能、一次性使用的设备.
• 锂离子电池起初成本较高，但随着时间的推移，可为高需求电子产品节省成本。
• 锂电池的保质期较长，而锂离子电池即使不使用，每月也会损失一些电量。

化学

每种电池内部的化学成分也使它们与众不同。锂电池使用 锂金属作为阳极.这使它们具有高能量和较长的保质期。不过，金属锂会形成尖锐的晶体，即树枝状晶体，这可能会导致安全问题。

锂离子电池采用的是另一种方法。它们有一个石墨阳极和一个锂钴氧化物阴极。在充电和放电过程中，锂离子在这两种材料之间移动。这一过程称为插层。这种电池不使用纯锂金属，因此更安全、更稳定，可反复使用。锂离子电池内部还会形成一个保护层，这有助于防止电池损坏并延长电池的工作时间。

您会发现，电池化学成分的这些差异会影响每种电池的性能、使用寿命和使用安全性。

快速对照表

下面是一个简单的表格，帮助您了解锂电池和锂离子电池的主要区别：

特点	锂电池	锂离子电池
可充电	❌ 一次性使用，不可充电	✅ 可充电，数百次循环
化学	锂金属阳极	石墨阳极、锂离子阴极
结构	简单、坚固的外壳	复杂，包括管理系统
保质期	长达 10-12 年	每月损失 ~5% 未使用电量
费用	降低前期成本	前期成本较高，长期成本较低
常见用途	烟雾报警器、手表、照相机	手机、笔记本电脑、电动汽车
安全	降低过热风险	需要安全电路保护
能量密度	高（仅限一次性使用）	高（可充电，重复使用）
灵活性	刚性形状	刚性或柔性（聚合物类型）

📝 小贴士 请务必查看设备手册，了解设备所需的电池技术。使用错误的类型可能会损坏设备或导致安全问题。

锂电池

结构

你会发现，锂电池的结构简单而有效。每个电池都包含一个 正极由锂金属氧化物或聚阴离子氧化物制成，位于薄铝箔上.负极通常使用石墨或其他可以容纳锂的材料。在阴极和阳极之间有一个 电解质。这部分可让锂离子移动，但会阻挡电子.隔板将两个电极隔开，以防止短路。电池还包括粘合剂和添加剂，以保持稳定并提高性能。整个电池位于一个坚固的外壳内，以防止损坏。 这些部件有多种形状，如纽扣形、圆柱形或棱柱形电池.

组件	说明
阴极	铝箔上的锂金属氧化物，含粘合剂和添加剂
阳极	石墨或其他锂托管材料
电解质	在电极之间移动锂离子
分离器	保持电极间的距离，防止短路
目前的收藏者	阴极为铝，阳极为铜
电池外壳	保护电池

它们如何工作

锂电池通过特殊的电化学过程产生能量.使用电池时，锂离子通过电解液从阳极移动到阴极。同时，电子在设备中流动，产生电能。锂电池的这一过程只能单向进行，因此无法充电。这种设计可以提供高能量和较长的保质期，但电池用完后必须更换。内部结构会影响电池的能量大小、使用寿命和使用安全性。

⚡ 小贴士 使用优质材料和良好设计可降低内阻为您提供更大容量和更长的电池寿命。

常见用途

在许多设备和行业中都能看到锂电池的身影.锂电池能量高、保质期长，是烟雾报警器、照相机和手表的理想选择。在航空航天领域，卫星和航天器使用锂电池，因为它们重量轻、功能强大。环境监测工具（如传感器和数据记录器）依靠这些电池进行长期能量存储。汽车电子产品、无线设备和智能家居产品也使用锂电池提供可靠的电力。即使在紧急备用系统中，锂电池也能在您最需要的时候提供稳定的能量。

应用领域	示例和说明
航空航天	卫星、航天器和无人机都受益于轻质、高容量的锂电池。
环境监测	远程位置的传感器和数据记录器使用锂电池，使用寿命长。
家用电器	无绳吸尘器、智能恒温器和无线扬声器都使用锂电池提供小巧的电力。
应急备用电源	在停电期间为照明、通信和医疗设备提供备用电源。

锂离子电池

结构

您会发现，与其他化学电池相比，锂离子电池具有独特的结构。每个锂离子电池都包含阳极、阴极、隔膜和电解液。电池内部的极板通常呈紧密缠绕或层叠状，这有助于节省空间和提高性能。制造商在电池中添加 特殊安全功能，如正温度系数 (PTC) 装置、电路中断装置 (CID)、压力通风口和垫片密封件.这些部件有助于防止过热、起火或爆炸，使锂离子电池在日常使用中更加安全。

您可以找到多种类型的锂离子电池，例如 圆柱形、矩形和袋装电池.每种类型都采用不同的包装和内部设计。例如，圆柱形电池使用钢壳和缠绕电极，而袋装电池则使用柔性薄膜和层压板。这种灵活性使锂离子电池适用于从智能手机到电动汽车等多种设备。

锂离子电池类型	形状与包装	主要功能
圆柱形	钢壳	稳定、低成本、缠绕式电极
矩形	灯罩	可定制、能量密度更高
邮袋电池	柔性薄膜	轻质、灵活、薄型隔板

它们如何工作

锂离子电池通过在阳极和阴极之间移动锂离子来储存和释放能量。给电池充电时 锂离子从阴极流向阳极从而储存能量。当您使用设备时，离子会移回阴极，释放能量供设备使用。这个过程称为 可逆插层.电解质允许离子移动，但阻挡电子，从而控制电流。隔板将阳极和阴极隔开，防止短路。电池管理系统 (BMS) 可监控温度和充电情况，从而确保电池安全并延长其使用寿命。

🔋 请注意： 锂离子电池的结构使其可以充电。离子在电极之间移动，使电池可以反复使用。

常见用途

在许多现代设备和行业中，你都能看到锂离子电池的身影。这些电池为智能手机、笔记本电脑和平板电脑提供动力，因为它们能量密度高、运行时间长。汽车、公共汽车和滑板车等电动汽车依靠锂离子电池实现轻量化、快速充电和长寿命。许多类型的锂离子电池（包括镍钴锰酸锂电池）都出现在太阳能储存系统中，帮助储存太阳能电池板的电能以供日后使用。

其他常见用途包括

• 用于计算机和医疗设备的不间断电源 (UPS) 系统
• 偏远地区的监控和警报系统
• 数码相机和智能手表等可穿戴设备
• 无人机和个人移动设备
• 数据中心和备份系统

在航空航天、军事和可再生能源项目中也能看到锂离子电池的身影。其灵活的设计和高容量使其成为许多应用的首选。

锂电池与锂离子电池

能量密度

在比较锂电池和锂离子电池时，您会发现能量密度有很大不同。能量密度告诉您电池的尺寸或重量可以存储多少能量。两种电池都具有高能量密度，但锂离子电池已成为大多数现代设备的标准，因为它们兼顾了高能量密度、电池寿命长和安全性。

最新研究表明，电动汽车使用的锂离子电池的能量密度介于 160 Wh/kg 和 250 Wh/kg.一些先进的锂离子电池，如固态电池，可以达到更高的功率，最高可达 450 Wh/kg。这意味着您可以用更小、更轻的电池获得更大的能量。锂空气电池和 锂硫电池目前仍在开发中，有望获得更高的比能量和高能量密度，可能包括 是目前锂离子电池的四倍.这些新型电池可能会改变您未来使用能源的方式。

锂电池还具有高比能量和高能量密度，尤其适用于一次性应用。在相机或医疗设备等需要在狭小空间内提供大量电能的设备中，您会发现锂电池的身影。不过，锂电池不能充电，因此使用后必须更换。

📊 请注意： 如果您希望便携式电子产品或电动汽车具有最佳性能，锂离子电池可为您提供当今最高的能量密度和比能量。

寿命

在需要更换电池之前，您应始终考虑电池的使用寿命。电池的寿命取决于使用和充电的次数（即循环寿命），以及它能正常工作多少年。

下面的表格显示了 典型使用寿命和循环寿命 适用于不同类型的电池：

电池类型	典型循环寿命（次）	典型使用寿命（年）
锂离子（一般）	300-1000	2-10
锂聚合物（LiPo）	1500-2000	2-5
磷酸铁锂（LiFePO4）	3000-6000+	15-20
锂电池（原电池，不可充电）	1（一次性使用）	5-15

锂离子电池的突出特点是可以多次充电。某些类型的电池，如磷酸铁锂电池，寿命更长，可以处理数千次循环。另一方面，锂电池是一次性电池。保质期长，有时可达 15 年，但使用一次后就必须更换。如果您希望电池寿命长、性能高，锂离子电池是更好的选择。

安全

在锂电池和锂离子电池之间做出选择时，安全是一个关键因素。如果处理不当，这两种电池都可能有危险。您需要了解其中的风险，以确保自己和设备的安全。

• 锂电池和锂离子电池都有一个 火灾风险更高 因其易燃部分，比其他电池更易燃烧。
• 常见的安全风险包括
  • 过热或热失控引起的火灾危险。
  • 电池单元破裂，可能导致火灾和气体泄漏。
  • 过度充电和过热，可能导致危险事故。
  • 机械损伤，如开裂或膨胀，这可能是电池故障的信号。
  • 故障迹象包括肿胀、发热、变色、噪音、烟雾或怪味。

锂电池采用密封设计，以保护内部的活性锂金属。如果密封破损，电池会迅速起火。锂离子电池使用特殊的安全电路和管理系统来降低风险，但仍然需要小心处理。切勿使用损坏的电池或用错误的充电器充电。

⚠️ 小贴士 请务必在阴凉、干燥的地方存放和使用电池。注意电池是否有损坏的迹象，并安全地回收旧电池。

费用

在比较锂电池和锂离子电池时，您会发现两者的成本有所不同。锂离子电池 前期成本较高，但使用寿命更长 而且需要的维护更少。随着时间的推移，对于经常使用的设备来说，这样的设备更有价值。

电池类型	预付费用	寿命（周期）	维护	长期总成本
锂	低	1（一次性使用）	无	高（需要经常更换）
锂离子	高	300-6000+	低	低（长期储蓄）

例如，电动汽车的锂离子电池成本约为 2024 年每千瓦时 $139 至 $151 美元.随着技术的进步和生产规模的扩大，这一价格近年来有所下降。虽然一开始要多花钱，但因为不需要经常更换电池，所以可以省钱。锂电池的购买成本较低，但每次用完都必须更换，如果经常使用，费用就会增加。

环境影响

选择电池时应考虑环境因素。锂电池和锂离子电池从开采到处理都会对地球产生巨大影响。

生产锂离子电池会产生 碳排放量几乎两倍 和制造普通汽车发动机一样。约 46% 的电动汽车排放来自电池制造。开采锂需要消耗大量的水--每吨锂大约需要 200 万吨水。这导致南美锂三角等干旱地区缺水。为锂离子电池开采镍和钴也会污染土地和水源。一些国家因此关闭了矿场。

大多数电池，包括锂电池和锂离子电池，最终都被填埋。只有约 5% 得到回收，因为回收很难，而且成本高昂。旧电池会泄漏有毒化学物质，并在垃圾填埋场引发火灾。各国政府正在推动更好的回收，但进展缓慢。

🌱 请注意： 如果您想减少对环境的影响，请选择可充电的锂离子电池，并尽可能回收利用。这有助于减少浪费和污染。

快速对照表

以下是锂电池与锂离子电池的对比：

特点	锂电池	锂离子电池
可充电	仅限一次性使用	可充电，多次循环
高能量密度	是	是（高级类型更高）
高比能量	是	是
寿命	保质期长，一次性使用	电池寿命长，可多次充电
安全	如果密封，风险较低，但如果破损，则有火灾风险	需要安全电路，损坏后有起火危险
费用	前期费用低，长期费用高	前期费用高，长期费用低
环境影响	高（处置、采矿）	高（生产、处置、采矿）
性能	适用于低漏器件	最适合高耗电量的日常设备

📝 小贴士 电池类型一定要与设备的需求相匹配。考虑一下您使用它的频率、您希望它持续多长时间以及您将如何处理它。

优点和缺点

锂电池

锂电池有很多优点。这些电池体积小、重量轻，却能储存大量能量。您可以在便携式电子设备和需要小巧电源的设备中使用它们。许多人选择锂电池是因为它们的使用寿命很长，如果您悉心保养，有时甚至可以长达 10 年。您无需进行任何维护，从而节省了时间和精力。锂电池充电快、运行时间长，可用于多种工作。随着技术的进步，锂电池的成本也在不断下降。

锂电池的优点

• 能量密度高，体积小功率大
• 重量轻，携带方便
• 保养得当，使用寿命长
• 无需维护
• 快速充电，运行时间更长
• 降低充电时的能耗

不过，您也应该了解其缺点。锂电池会因高温而损坏。您必须小心存放和使用，以避免出现问题。随着时间的推移，它们的性能会下降，电量也会减少。制造和丢弃这些电池会对环境造成危害。它们的成本比铅酸电池高，而且您可能需要特殊设备才能安全使用它们。为了安全起见，需要电池管理系统 (BMS)，但这些系统有时会限制电量或关闭电池。

锂电池的缺点

• 对热敏感，需要小心处理
• 电池老化导致性能下降
• 采矿和回收对环境的影响
• 前期费用较高
• 需要 BMS 和可能的设备改动

锂离子电池

你会发现，锂离子电池为大多数现代设备提供动力。这些电池具有高能量密度，因此您的手机或笔记本电脑可以运行更长时间而不会变重。每节电池都能提供更高的电压，这意味着完成同样的工作所需的电池数量更少。锂离子电池充电迅速，可持续多次循环使用。它们已成为电动汽车、消费电子产品甚至飞机的首选。

锂离子电池的优点：

• 能量密度高，设备重量更轻、寿命更长
• 每个电池电压更高，设计更高效
• 充电快，循环寿命长
• 对现代技术和电动汽车至关重要

您还应该了解其中的风险。锂离子电池需要小心充电和放电。如果不遵循正确的步骤，电池可能会过热甚至起火。如果电池损坏或存在缺陷，可能会发生热失控等问题。锂离子电池引起的火灾很难扑灭。一些安全问题已经成为头条新闻，例如 波音787梦想飞机电池起火.您必须使用正确的充电器，避免损坏电池，以确保安全。

锂离子电池的缺点

• 需要精确的充电和处理
• 过热、火灾或爆炸风险
• 火灾难以控制
• 制造缺陷可导致突然故障
• 术语和类型的混淆会增加选择合适电池的难度

📝 小贴士 始终按照制造商的说明对锂离子电池进行充电和储存。这有助于您保持安全并获得最佳性能。

选择合适的电池

应用指南

您需要将电池与您的设备或项目相匹配，以获得最佳效果。首先要考虑如何使用电池。如果您需要长时间供电而无需充电，如烟雾报警器或医疗设备，锂电池就很适合。这些电池可以使用数年，并具有 保质期长.对于您日常使用的设备，如智能手机、笔记本电脑或电动汽车，锂离子电池是更好的选择。它们充电速度快，可多次充电。

如果您使用的是高能量应用（如电动工具或无人机），则应选择具有以下特性的电池 高能量密度.锂离子电池符合这些需求，因为它们能在很小的空间内储存更多的能量。对于太阳能电池板系统等可再生能源的储存，磷酸铁锂电池具有安全和长寿命的特点。汽车和电动汽车也依赖于锂离子电池，因为它们兼顾了动力和可充电性。

📝 小贴士 请务必检查电池的电压和尺寸，确保其适合您的设备。使用错误的电池可能会损坏设备或导致安全问题。

关键因素

选择电池时，您需要考虑的不仅仅是类型。影响性能、安全性和成本的因素很多。以下是 表，帮助您比较:

系数	说明和对选择的影响
额定电压	影响设备的兼容性和性能。
容量（比能量和比功率）	显示电池重量所能提供的能量和功率。
寿命（周期寿命）	告诉您电池的使用次数和充电次数。
充放电速率	高速率会缩短电池寿命；有些电池更适合快速充电。
成本（购置和维护）	前期价格和长期支出都很重要。
安全与环境影响	有些电池更安全，对环境也更好。
工作温度	电池在一定的温度范围内工作效果最佳。
排放深度 (DoD)	除非化学性质允许，否则深度放电会缩短电池寿命。
电池管理系统优化	有助于最大限度地提高性能和使用寿命。

您还应该考虑生产电池的公司。A 可靠的制造商 提供更好的支持和更安全的产品。寻找具有以下特征的电池 UN38.3 认证 以确保运输和使用安全。产品的多样性和专业的客户支持也能帮助您找到最适合您需求的产品。

⚡ 请注意： 电池老化 影响性能和安全。随着时间的推移，电池容量会逐渐减少，安全性也会降低。定期检查和适当存放有助于延长电池寿命。

误解

常见误解

许多人对锂和锂离子电池的看法并不真实。调查显示，几乎四分之一的人不知道什么是锂离子电池。大多数人不知道，如果处理不当，这些电池会起火或爆炸。 只有 40% 知道不要在夜间给电动自行车或踏板车电池充电 或在无人看管的情况下使用电池。只有不到一半的人知道如何安全回收或处理损坏的电池。

下面是一些最常见的神话：

• 您可以把锂离子电池扔进垃圾桶或普通回收箱。事实上 33% 的美国人认为这是安全的但它会引起火灾。
• 许多人认为电动汽车（EV）电池不能回收利用。几乎一半的受访者认为这是事实，但电池材料是可以重复利用的。
• 有人认为锂离子电池比汽油更危险。大约有 40% 的人这样认为，但如果处理不当，两者都有风险。
• 许多人担心电动车电池会使垃圾填埋场充满有毒废物。实际上，回收计划可以回收有价值的材料。
• 有些人认为电动汽车总是速度慢、体积小或难以充电。超过 50% 的人认为电动汽车电池的使用寿命不如汽油发动机。

误解	占美国消费者的百分比
电动汽车电池无法回收	47%
电动汽车的维修成本更高	53%
锂离子电池更危险	40%
电动汽车电池续航能力不足	51%
电动汽车会造成有毒垃圾填埋	48%

📝 请注意： 切勿将锂离子电池放入家用垃圾箱或回收箱。一定要使用电池回收中心。

安全提示

只要遵守简单的规则，就能确保自己和设备的安全。 请务必使用设备附带的充电器.请勿使用与电池不匹配的充电器。轻拿轻放电池。如果电池掉落或损坏，请立即停止使用。如果发现肿胀、泄漏或异味，请拔下设备电源插头并呼救。

以下是一些重要的安全提示：

1. 请按照制造商提供的说明进行充电和储存。
2. 在空旷的地方给电池充电，远离会燃烧的东西。
3. 不要让电池通宵充电或不在家时充电。
4. 将电池存放在 68°F 至 77°F 之间阴凉干燥的地方。
5. 回收电池前，用胶带或塑料袋将电池端子盖住。
6. 切勿将电池扔进垃圾桶或普通回收箱。
7. 如果电池受潮或损坏，请将其放在远离住宅的地方，并致电专业人员。
8. 设备充满电后要拔下插头，以防过热。

⚠️ 小贴士 如果发现电池发热、肿胀或泄漏，请停止使用并将其转移到安全的地方。如果看到烟或火，请拨打 9-1-1。

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你们现在知道 锂电池最适用于一次性使用、低耗能设备而锂离子电池则适合高需求、可充电的应用。选择合适的电池可确保安全、节约成本并提高性能。 在作出决定之前，请务必检查以下几点:

• 设备功率需求和使用模式
• 电池类型（充电电池或一次性电池）
• UL 或 UN38.3 等安全认证
• 预期寿命和维护
• 尺寸、重量和温度限制

📝 请记住：使电池与设备和环境相匹配，以获得最佳效果。

常见问题

锂电池和锂离子电池的主要区别是什么？

锂离子电池可以多次充电。锂电池是一次性电池。用完后必须更换。锂离子电池使用不同的化学成分，重复充电更安全。

您可以在任何设备中使用锂离子电池吗？

您只能将锂离子电池用于为其设计的设备中。使用错误的电池可能会损坏设备或导致安全问题。在选择电池之前，请务必查看设备手册。

如何安全存放锂电池和锂离子电池？

将电池存放在阴凉干燥的地方。远离热源、水和阳光直射。请勿将电池存放在金属容器中。使用原包装或电池盒，以提高安全性。

如果电池泄漏或膨胀，应该怎么办？

立即停止使用电池。将其转移到安全区域。不要接触泄漏的物质。联系回收中心或当地的废物处理服务机构寻求帮助。切勿将损坏的电池扔进垃圾桶。

锂离子电池是否更环保？

锂离子电池可以多次充电，因此可以减少浪费。但是，制造和回收锂离子电池需要消耗能源和资源。请务必回收旧电池，以保护环境。