伴随着手机技术的发展,手机电池也经历了“改朝换代”。从最初的NiCd和NiMH电池到Li离子电池,再到Li离子聚合物电池。更大能量密度,更小体积,更高寿命的手机电池有力的支持了手机的发展。下面将对手机电池的关键技术及重要参数作一个简单回顾。

手机电池电芯技术

电池应用技术的发展很大程度上由电芯技术的发展决定。随着电芯技术的不断发展, NiCd和NiMH电池的产量逐步下降,与此同时,Li离子电池的产量却稳步上升,并且Li离子聚合物电池也开始在市场中占有一定的份额。

一般来说,电芯具有阳极和阴极两个电极。阳极产生释放电子,并产生很多空穴,极性为正;阴极积聚电子,极性为负。充电时,电流在内部由阳极流到阴极;放电时相反,电流从外部从阳极流到阴极,给负载供电。电池性能的常见参数定义如下：如果一个充满电的电池经过一小时放电后电量全空,则此电流速率称为1C;把电池或电芯充电到满幅电压（如4.2V）,然后经放电到电量为空（如3.0V）,称为一个充放电循环;当电池的充电容量能保持有效的值（如最大充电量的80%）时,电池所能承受的充放电循环的次数称为电池的生命周期。

1. NiCd和NiMH电池电芯
   
   NiCd电池的电芯使用Cd作为阳极,NiOOH作为阴极。NiCd电池具有较长的生命周期,较好的温度特性和较高的电池密度性。作为早期的电池,Cd材料对于环境的污染比较重,并且电池的密度性有待于进一步提高, 另外NiCd电池的容量很难再有提高,所以其逐渐淡出市场应用。
   
   NiMH电池电芯使用MH作为阳极以及NiOOH作为阴极。NiMH电池具有很好的充放电特性,且电池密度比NiCd电池提高了30%,同时对环境也较友好。NiMH电池的本身安全性能比较好,它具有过充保护和过放电自恢复的功能,因此与Li离子电池相比,它不需要附加的保护电路和PCB板。NiMH电池有很多优点,但是在充电效率,电池密度性以及漏电流等方面还需要进一步提高。
   
2. Li离子电池电芯
   
   Li离子电池电芯使用碳或石墨作为阳极以及金属氧化物或Co/Ni/Mn作为阴极,有机物或溶液作为电解液,以聚丙烯作为绝缘体。由于材料的性质,Li离子电芯需要放在一定形状的坚固的金属罐里,因此其耐压比较好,并且外型是固定的。
   
   Li离子电池电芯提供的工作电压一般在3.6V以上,性能比较稳定。它的电量密度也非常高,自放电的漏电流很小,容量大且外部尺寸小。此外,Li离子电池电芯的生命周期长,一般在400个充放电循环以上,且生命周期内的工作性能稳定。图1显示了不同生命周期下的Li离子电池的1C放电的电压与时间的曲线图。
   
   
   图1：不同生命周期下的LI离子电池的IC放电曲线EM>
   
   当Li离子电池电芯进入了由传统化学电池控制的领域,在提高能量密度的同时,电池设计和化学物质的变化也使得电池的关键参数得以提高。Li离子电池已应用在很多系统设计中,它能够很好的满足系统的能量要求。
   当然,Li离子电池电芯是由不稳定和可燃的材料构成的,因此在电池设计时,安全性是一项重要的要求。