鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2021年01月26日
鋰離子電池包的基本結(jié)構(gòu)與工作原理是什么
重要材料:正極、負(fù)極、電解液、隔膜
結(jié)構(gòu):圓形、方形;疊片、卷繞
形態(tài):聚合物(軟包裝)、液態(tài)鋰離子(鋼殼)
正極
正極材料占鋰離子電池成本30%--40%,直接影響鋰離子電池包的能量密度和性能。
負(fù)極
負(fù)極材料需由相關(guān)于鋰電極電勢更低的材料構(gòu)成,并具有高比容量和較好的充放電可逆性,從而在嵌鋰的過程中保持良好的尺寸和機(jī)械穩(wěn)定性。
電解液
電解液在正負(fù)電極間起到運(yùn)輸電荷的用途,它影響著鋰離子電池包的能量密度、功率密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命、安全性能等因素。
隔膜
隔膜的孔徑需滿足良好的離子通過性,吸液保濕能力強(qiáng),保持離子導(dǎo)電性;同時具有電子絕緣性,以實(shí)現(xiàn)正負(fù)極之間絕緣的機(jī)械隔離,此外應(yīng)有足夠的穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能及耐腐蝕性和足夠的電化學(xué)穩(wěn)定性。
目前較為常用的鋰離子電池包材料有鈷酸鋰、鎳酸鋰以及錳酸鋰。用得最多的材料是鈷酸鋰,循環(huán)性能好,制造也方便,缺點(diǎn)是鈷化合物價(jià)格較貴。
鋰離子電池包工作原理:
鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),重要依靠鋰離子在正負(fù)極之間的往返嵌入和脫嵌來工作,實(shí)現(xiàn)能量的存儲和釋放。
1、充電過程
在電場的驅(qū)動下鋰離子從正極晶格中脫出,經(jīng)過電解質(zhì),嵌入到負(fù)極晶格中。
充電開始時,應(yīng)先檢測待充電電池的電壓,假如電壓低于3V,要先進(jìn)行預(yù)充電,充電電流為設(shè)定電流的1/10,一般選0.05C左右。電壓升到3V后,進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)充電過程。標(biāo)準(zhǔn)充電過程為:以設(shè)定電流進(jìn)行恒流充電,電池電壓升到4.20V時,改為恒壓充電,保持充電電壓為4.20V。此時,充電電流逐漸下降,當(dāng)電流下降至設(shè)定充電電流的1/10時,充電結(jié)束。
2、放電過程
過程正好相反鋰離子返回正極,電子通過用電器由外電路到達(dá)正極與鋰離子復(fù)合。電池放電,此時負(fù)極上的電子e從通過外部電路跑到正極上,正鋰離子Li+從負(fù)極跳進(jìn)電解液里,爬過隔膜上彎彎曲曲的小洞,游泳到達(dá)正極,與早就跑過來的電子結(jié)合在一起。
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