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锂离子电池的结构以及工作原理你了解是什么吗?

钜大LARGE  |  点击量:82次  |  2020年11月28日  

摘要
锂电池在结构上主要有五大块:正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线。  目前较为常用的锂电池材料有钴酸锂、镍酸锂以及锰酸锂。用得最多的材料是钴酸锂,循环性能好,制造也方便,缺点是钴化合物价格较贵。镍

锂离子电池在结构上重要有五大块:正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线。


目前较为常用的锂离子电池材料有钴酸锂、镍酸锂以及锰酸锂。用得最多的材料是钴酸锂,循环性能好,制造也方便,缺点是钴化合物价格较贵。镍酸锂的因为性质不稳定,制造困难,通常用得较多的是钴酸锂掺杂镍的化合物,又称镍钴酸锂。锰酸锂也是非常好的材料,在高温下锰酸锂的衰减比较快等诸多原因,目前应用多数还停留在实验室阶段。


锂离子电池的结构重要分卷绕式和层叠式两大类。液态锂离子电池采用卷绕结构,聚合物锂离子电池则两种都有。卷绕式将正极膜片、隔膜、负极膜片依次放好,卷绕成圆柱形或扁柱形,重要以SANYO、TOSHIBA、SONY、ATL为代表。层叠式则将正极、隔膜、负极、隔膜、正极这样的方式多层堆叠。将所有正极焊接在一起引出,负极也焊成一起引出,重要以ATL为代表。


另外锂离子电池在充放电的过程中,通常保持在特定的压力环境下,或者稳定的性能条件下,也只有这些全部具备了,电池才能永久的保持稳定持续的性能。并且这样也会极大的延长电池的使用寿命。

锂离子电池的工作原理


以炭材料为负极,以含锂的化合物作正极的锂离子电池,在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。


同样,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。


没有记忆效应也是锂离子电池的突出优点,是其他二次电池所不具备的,锂离子电池充电前不必顾及其中的电量是否已被用完。锂离子电池的最大特点是比能量高。


一般锂离子电池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大,充电越快,同时电池发热也越大。而且,过大的电流充电,容量不够满,因为电池内部的电化学反应要时间。就跟倒啤酒相同,倒太快的话会出现泡沫,反而不满。


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