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鋰電池的結構以及工作原理是什么?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年06月01日  

鋰離子電池在結構上重要有五大塊:正極、負極、電解液、隔膜、外殼與電極引線。


目前較為常用的鋰離子電池材料有鈷酸鋰、鎳酸鋰以及錳酸鋰。用得最多的材料是鈷酸鋰,循環性能好,制造也方便,缺點是鈷化合物價格較貴。鎳酸鋰的因為性質不穩定,制造困難,通常用得較多的是鈷酸鋰摻雜鎳的化合物,又稱鎳鈷酸鋰。錳酸鋰也是非常好的材料,在高溫下錳酸鋰的衰減比較快等諸多原因,目前應用多數還停留在實驗室階段。


鋰離子電池的結構重要分卷繞式和層疊式兩大類。液態鋰離子電池采用卷繞結構,聚合物鋰離子電池則兩種都有。卷繞式將正極膜片、隔膜、負極膜片依次放好,卷繞成圓柱形或扁柱形,重要以SANYO、TOSHIBA、SONY、ATL為代表。層疊式則將正極、隔膜、負極、隔膜、正極這樣的方式多層堆疊。將所有正極焊接在一起引出,負極也焊成一起引出,重要以ATL為代表。


另外鋰離子電池在充放電的過程中,通常保持在特定的壓力環境下,或者穩定的性能條件下,也只有這些全部具備了,電池才能永久的保持穩定持續的性能。并且這樣也會極大的延長電池的使用壽命。

鋰離子電池的工作原理


以炭材料為負極,以含鋰的化合物作正極的鋰離子電池,在充放電過程中,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,達到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。


同樣,當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程),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。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。


沒有記憶效應也是鋰離子電池的突出優點,是其他二次電池所不具備的,鋰離子電池充電前不必顧及其中的電量是否已被用完。鋰離子電池的最大特點是比能量高。


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,同時電池發熱也越大。而且,過大的電流充電,容量不夠滿,因為電池內部的電化學反應要時間。就跟倒啤酒相同,倒太快的話會出現泡沫,反而不滿。

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