鉅大LARGE | 點擊量：1427次 | 2021年09月01日
有關鋰離子電池結構及工作原理具體解析
鋰離子電池是一種充電電池，它首要依托鋰離子在正極和負極之間移動來作業。在充放電進程中，Li+在兩個電極之間往復嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，通過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態；放電時則相反。一般選用含有鋰元素的資料作為電極的電池，是現代高功用電池的代表。
鋰離子電池的作業原理
鋰離子電池以碳素資料為負極，以含鋰的化合物作正極，沒有金屬鋰存在，只要鋰離子，這便是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極資料電池的總稱。鋰離子電池的充放電進程，便是鋰離子的嵌入和脫嵌進程。在鋰離子的嵌入和脫嵌進程中，一起伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌（習慣上正極用嵌入或脫嵌標明，而負極用刺進或脫插標明）。在充放電進程中，鋰離子在正、負極之間往復嵌入/脫嵌和刺進/脫插，被形象地稱為搖椅電池。
當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子通過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有許多微孔，到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。相同，當對電池進行放電時（即咱們運用電池的進程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。
一般鋰離子電池充電電流設定在0.2C至1C之間，電流越大，充電越快，一起電池發熱也越大。并且，過大的電流充電，容量不行滿，由于電池內部的電化學反響需求時刻。就跟倒啤酒相同，倒太快的話會發作泡沫，反而不滿。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
對電池來說，正常運用便是放電的進程。
鋰離子電池放電需求留意幾點：
榜首，放電電流不能過大，過大的電流導致電池內部發熱，有或許會構成永久性的損害。在手機上，這個卻是沒有問題的，可以不考慮。
第二，肯定不能過放電！鋰離子電池最怕過放電，一旦放電電壓低于2.7V，將或許導致電池作廢。好在手機電池內部都現已裝了保護電路，電壓還沒低到損壞電池的程度，保護電路就會起用途，中止放電。從圖上可以看出，電池放電電流越大，放電容量越小，電壓下降更快。
鋰離子電池結構
正極：活性物質，導電劑、溶劑、粘合劑、基體。
電池放電時從外電路獲得電子的電極,此時電極發作恢復反響。一般是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰電極等。
負極：活性物質（石墨、MCMb、CMS)，粘合劑、溶劑、基體。
電池放電時向外電路運送電子的電極，此時電極發作氧化反響。一般是電位低的電極，鋰離子電池中石墨電極。
隔閡
隔閡是放置于南北極之間，作為阻隔電極的設備，藉以戒備南北極上的活性物質筆直觸摸而構成電池內部的短路。但隔閡仍需能讓帶電離子通過，以構成通路。
隔閡要求：
1、離子透過度大
2、機械性強度恰當
3、本身為絕緣體
4、不與電解液及電極發作反響
原料：單層PE（聚乙烯）或許三層復合PP（聚丙烯）+PE+PP
厚度：單層一般為0.016～0.020mm，三層一般為0.020～0.025mm
電解液
外殼五金件（鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶）
鋰離子電池電芯原資料
正極資料
正極資料在鋰離子電池中商場容量最大、附加值較高，約莫占鋰離子電池本錢30%，毛利率低則15%，高則70%以上。
今朝已批量運用于鋰離子電池的正極資料首要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、鈷鎳錳酸鋰以及磷酸鐵鋰。
鎳酸鋰離子電池安全性最差（過充易起火），高溫耐受度最低（高溫分析），組成難度最高。
鈷酸鋰最早完結商業化運用，技能展開至今現已很成熟，并已廣泛運用在小型低功率的便攜式電子產品上，如手機、筆記本電腦和數碼電子產品等。
磷酸鐵鋰作為鋰離子電池用正極資料具有出色的電化學功用，充放電途徑非常平穩，充放電進程中結構安穩。一起，該資料無毒、無污染、安全功用好、可在高溫環境下運用、原資料來歷廣泛等利益，是今朝電池界競相開發研討的搶手。
負極資料
負極資料占鋰電本錢份額較低，首要有碳負極資料和非碳負極資料。
碳負極資料：被今朝產品鋰離子電池廣泛選用。
利益：安全、循環壽數較長，價格低廉、無毒。
缺陷：質量比能量比較低。
非碳負極資料：按組成分為鋰過渡金屬氮化物、過渡金屬氧化物和納米合金資料。
利益：有很高的體積能量密度。
缺陷：循環安穩性差，不可逆容量較大，制備本錢較高，尚未產業化。
負極資料將來以行進容量和循環安穩性為政策，將碳資料與各種高容量非碳負極資料復合以開發高容量、非碳復合負極資料。
隔閡資料
商場化的隔閡資料首要是以聚乙烯（polyethylene，PE）、聚丙烯（polypropylene，PP）為主的聚烯烴（Polyolefin）類隔閡，其間PE產品首要由濕法工藝制得，PP產品首要由干法工藝制得。
PE產品與PP產品的特點比較：
1、PP相對更耐高溫，PE相對耐低溫；
2、PP密度比PE??；
3、PP熔點和閉孔溫度比PE高；
4、PP制品比PE脆；
5、PE對環境應力更靈巧。
首要的隔閡資料產品有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP和三層PP/PE/PP等，其間前兩類產品首要用于3C小電池領域，后幾類產品首要用于動力鋰離子電池領域。
在動力鋰離子電池用隔閡資料產品中，雙層PP/PP隔閡資料首要由我國公司生產，在我國大陸運用，這首要是由于今朝階段還沒有我國公司能將PP與PE制成雙層復合膜的技能和才華。而全球轎車動力鋰離子電池運用的隔閡以三層PP/PE/PP、雙層PP/PE以及PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆等隔閡資料產品為主。與此一起，其他一些新式隔閡資料產品也在不斷涌現并開始完結運用，不過，因量少價高，首要仍是用在動力鋰離子電池制作領域。這些產品首要有：涂層解決的聚酯膜（PET，PolyethyleneTerephthalate）、纖維素膜、聚酰亞胺膜（PI）、聚酰胺膜（PA），氨綸或芳綸膜等等。這些隔閡的利益是耐高溫，且具有低溫輸出、充電循環壽數長、機械強度適中的特色?？偟膩砜?，鋰離子電池隔閡資料產品呈現出顯著的多樣化展開趨勢。
電解液
鋰離子電池電解液資料關鍵在于高安全性、高環境適應性，首要展開將會合在：新式溶劑（作業溫度規劃拓寬）、離子液體、新式鋰鹽（行進環境適應性）、添加劑（阻燃、氧化恢復絡繹、保護正負極成膜等）等方面，與新式正、負極資料相匹配，行進安全性、功率和容量，畢竟安全方便地運用于電動汽車、儲能、航天以及更廣泛的領域。
上一篇：為什么數碼電子產品選擇鋰離子電池
