鉅大LARGE | 點擊量：778次 | 2022年06月01日
鋰電池包的基本結構和原理
鋰離子電池重要材料構成：正極材料、負極材料、電解液、隔膜（隔離材料）
電池簡易結構
正極
從電池重量構成上來看，正極材料占有較大比例（一般在70%~80%）,因為正極材料的性能直接影響著鋰離子電池的性能，其成本也直接決定電池成本高低。正極材料占鋰離子電池成本30%~40%，也直接影響鋰離子電池包的能量密度和性能。
負極
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%
負極材料是由相關于正極電勢更低的材料構成，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械穩定性（不發生嚴重變形）。負極材料重要影響鋰離子電池的效率、循環性能等，負極材料的性能也直接影響鋰離子電池的性能，負極材料占鋰離子電池總成本10~20%左右。負極材料種類上，包括碳系負極、非碳性負極。
電解液
電解液在正極與負極之間起到運輸電荷的用途（類似與無線電中的載波），具有較高的離子電導率，一般應達到1x10-3~2x10-2S/cm。它影響著鋰離子電池包的能量密度、寬溫應用、循環壽命、功率密度、安全性能等因素。
隔膜
隔膜有一定的孔徑和孔隙率，保證低的電阻和高的離子電導率，對鋰離子有很好的透過性，對電解液的浸潤性好并具有足夠的吸液保濕能力，保持離子導電性，同時具有電子絕緣性，保證正負極的機械隔離，此外應有足夠的穿刺強度、拉伸強度等力學性能及耐電解液腐蝕性和足夠的電化學穩定性。動力鋰電池對隔膜的要求更高，通常采用復合膜。
鋰離子電池工作原理：
鋰離子電池是一種充電電池，重要依靠鋰離子在正極與負極之間的往返嵌入和脫嵌來工作，實現能量的存儲和釋放。
1、充電過程
在電場的驅動下鋰離子從正極晶格中脫出，經過電解質，嵌入到負極晶格中。
電壓低于3V，要先進行預充電，充電電流為設定電流的1/10，電壓升到3V后，進入標準充電過程。標準充電過程為：以設定電流進行恒流充電，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，當電流下降至設定充電電流的1/10時，充電結束。這是一般的鋰離子電池充電的一個過程，假如鋰離子電池存在于智能設備中，它的充電模式將會受到智能設備軟件的控制。
2、放電過程
放電過程正好與充電過程相反，鋰離子在電場用途下返回正極，電子通過外電路到達正極與鋰離子復合。電池放電，此時負極上的電子e從通過外部電路跑到正極上，正鋰離子Li+從負極跳進電解液里，爬過隔膜上彎彎曲曲的小洞，游泳到達正極，與早就跑過來的電子結合在一起。
通過了解鋰離子電池的充放電過程，我們可以從微觀上理解，電池的容量其實就是電池所包含電荷的量。電流越大，放電速度越快，電池使用的時間就越短。
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