锂离子电池电芯结构以及特点介绍

1、正极极片：将正极材料涂覆在铝箔上，然后冲压成型。

2、负极极片：将负极材料涂覆在铜箔上，然后冲压成型。

3、极耳：极耳的重要用途是将内部正负极的电能传递到外部电路。聚合物电池极耳为正极为铝带、负极为镍带，考虑到与铝塑包装膜的密封，故在密封处极耳上带有一层极耳胶。同时由于正极铝带很容易断裂，故在加工、运输、储存、使用等过程中要特别注意防护。

4、隔膜：放在正极极片与负极极片之间，隔膜的用途是将电池正负极隔开，防止两极直接短路。隔膜本身不导电，但电解质离子可以通过。

5、电解液：电解液在电池中作为能量传递的载体。锂离子电池电压高达3~4.2V，因此，电解质只能用有机溶剂，而不能用水溶液电解质（水的分解电压为1.23V）。

锂离子电池常用的锂盐有LiPF6、LiBF4、LiCl04，有机溶剂有PC（碳酸丙烯酯）、EC（碳酸乙烯酯）、BC（碳酸丁烯酯）、DMC（二甲基碳酸酯）、DEC（二乙基碳酸酯）、MEC（甲基乙烯碳酸酯）等。

用于锂离子电池的电解液要有以下特点：电导率高、化学及电化学稳定性高、可使用温度范围宽、安全性好、廉价等。

6、包装膜：聚合物电池采用铝塑复合膜包装，其至少分三层：中间层为铝层，起隔绝水分用途；外层为胶层，起保护铝不被外部环境氧化的用途；内层为胶层，起密封并防止电解液腐蚀铝层的用途。该铝塑膜采取冲压成型，制成要的外壳形状。铝塑膜包装耐压能力较金属壳电池要差得多，电池内部短路等很容易造成气胀现象，严重者封口处会开裂。也正因为此，采取铝塑膜包装的电池安全性能要优于金属壳类电池。

锂离子电池优越性

(1)工作电压高

以石墨或石油焦等炭质嵌锂化合物代替金属锂作为负极，会使电池电压有所下降。但由于它们嵌锂电位较低，可使电压损失减小到最低限度。同时，选择合适的嵌锂化合物作为电池正极，选择适当的电解液体系(决定了锂离子电池的电化学窗口)，可使锂离子电池具有较高的工作电压(-4V)，远高于水溶液体系电池。

(2)比容量大

虽然以炭质材料代替金属锂会使材料质量比容量有所降低，但实际上金属锂二次电池中为保证电池具有一定的循环寿命，负极金属锂通常过量三倍以上，因此锂离子电池中质量比容量实际的降低程度并不大，而且体积比容量几乎没有降低。

(3)能量密度高

较高的工作电压和体积比容量决定了二次锂离子电池的能量密度较高。与目前广泛使用的Ni-Cd蓄电池和Ni-MH蓄电池相比，二次锂离子电池能量密度最高，且仍有很大的发展潜力。

(4)安全性能好，循环寿命长

用金属锂作阳极的电池不安全的原因是多次充放电使锂离子电池正极结构发生变化，形成多孔枝晶，在升高温度时，它与电解液发生剧烈的放热反应，且枝晶能刺穿隔膜，造成内部短路，而锂离子电池不存在此问题，是很安全的。为防止在电池中存在金属锂，充电时要控制电压，为保险起见，锂离子电池备有多重安全装置。锂离子电池在充电和放电过程中锂离子插入和脱嵌在阴极和阳极上没有任何结构改变(在插入和脱嵌过程中晶格会有一些膨胀和收缩)，且因为嵌锂化合物比金属锂更稳定，在充放电过程中不会形成锂枝晶，从而明显地改善了电池的安全性能，同时循环寿命也大大提高。锂离子电池在1989年和1990年分别被美国运输部危险品运输处和IAIT(国际特种与运输协会)排除在危险品之内。

(5)自放电率小

锂离子电池采用非水电解液体系，嵌锂炭材料在非水电解液体系中热力学不稳定。在首次充放电过程中因电解液的还原会在炭负极表面形成一层固体电解质中间相((SEI)膜，允许锂离子通过但不允许电子通过，并使不同荷电态的电极电极活性物质处于相对稳定的状态，因此具有较低的自放电率。

(6)清洁无污染

锂离子电池不含有铅、福、汞等有毒物质，同时因为电池必须被很好地密封，在使用过程中极少有气体放出，不对环境造成污染。生产制造过程中用于溶解粘结剂的溶剂也可以做到完全回收。Sony等锂离子电池大型生产公司，从1997年己经陆续开始了锂离子电池的回收以及材料(如金属钻等)的再生循环工作。另外，1996年Sony的锂离子电池经鉴定符合IS014001国际环境标准[71O。

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