毕业论文课题相关文献综述
摘要： 锂离子电池的特点是特定比能量高，效率高，寿命长，工作温度范围宽等。这些独特属性使锂离子电池成为当下电子市场首选电源。本文综述了使用单片作为控制电路，实现对锂离子电池进行恒流-恒压充电，并设计相应保护电路解决锂离子充电过程中因过充可能引发的安全问题。
关键词:锂离子电池、恒流-恒压充电模式、单片机
一、课题背景和意义
当今21世纪基于化石能源的能源经济由于一系列的风险因素，包括不断增加的石油需求量及其不可再生性，以及其排放大量二氧化碳严重影响自然环境，紧迫的需要清洁能源来更新换代，其中太阳能和风能等清洁能源日益被重视。然而随着这些能源的快速发展，以及手机、数码相机、笔记本电脑等便携式电子产品的日益普及，带动着高效安全的能源存储系统的飞速发展。其中电化学系统，比如电池和超级电容器都可以有效的存储和释放能量，以及提供电能质量和电网的负载匀染集成系统从而满足用户要求[1]。而电池更是以其高能源效率逐渐成为主流，当前市场上的可充电电池有镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池及铅酸电池。而其中锂离子电池以其比能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点日益被广泛使用，并逐渐替代传统电池[2]3]。
但锂电池的发展也并不是一翻风顺，它经历了由金属锂电池发展到锂离子电池的过程。金属锂电池，是指直接由金属锂参与的电池，而锂离子电池中就没有金属锂了而是锂的化合物。其中金属锂电池又包括锂一次电池和锂二次电池，而锂离子电池只有二次电池。一次电池是不能充电的电池，二次电池则可以充电。
我们最熟悉的金属锂一次电池便是手表，计算器和电脑主板中经常使用的纽扣电池，它是典型的锂锰一次电池，但是这种电池只能用一次，不够环保。自然要发展可以循环使用的二次电池，锂二次电池曾经在很长的一段时间内研究的都非常热门，但至今以金属锂为负极的二次电池都没有投入生产，关键是安全问题。首先看一下锂二次电池的工作原理。放电过程与前面相同，充电时过程相反，外电路给负极提供了很多电子，锂离子在负极获得电子而析出，问题就出在金属锂析出的过程发生了枝晶偏析，即形成了树枝状的晶体，等树枝长的足够大便从正极连到了负极，发生了短路，锂电池便要发生爆炸。所以此时锂二次电池的发展便遇到了巨大的瓶颈。研究人员不得不去寻找一种能够吸收金属锂防止枝晶偏析的物质来代替锂做负极，这个伟大的想法源于1981年bell实验室，而他们找的这种物质也是我们再熟悉不过石墨。大家都知道，石墨具有层状结构，层间距是0.355nm，而锂离子只有0.7个埃，所以很容易插入石墨中，形成组成为C6Li的石墨层间化合物，这样就避免了充电过程中锂的枝晶偏析问题，成功解决了二次电池的安全性问题，直接导致了锂离子电池的产生。经过研究人员不断的努力便得到了我们现在使用的商业化锂离子电池[4]。
二、锂电池发展和前景
锂离子电池的出现及其后来的不断改进和完善，带动了相关产业的发展，如移动电话、掌上电脑、照相机、笔记本电脑、以及其他小型便携式电动器械的迅速发展。特别是便携式用电器具的迅速增长，为锂离子电池的应用开拓了广阔的前景。目前，这些产品的所使用的电池中60%以上都是锂离子电池[5]。
现在，在电动汽车上应用最广泛的电源是铅酸蓄电池，但随着电动汽车技术的发展，从环保角度考虑，另外铅酸蓄电池由于能量密度较低，充电速度较慢，寿命较短，逐渐地会被其他更加优秀的蓄电池所取代。
正在发展的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了广阔的前景。
