鉅大LARGE | 點擊量:1405次 | 2020年10月11日
鋰離子電池的工作原理 鋰離子電池的結構
鋰離子電池是一種可充電電池,重要依靠鋰離子在正負極之間移動。在充放電過程中,Li+插層脫嵌在兩個電極之間:在充電電池中,Li+從正電極上被借記,通過電解液插入負極,負極處于富鋰狀態(tài);在放電過程中,則相反。以鋰為電極的材料是現(xiàn)代高性能電池的代表。
鋰離子電池的工作原理是充放電原理。當鋰離子電池放電時,電子和Li+同時用途,方向相同,但路徑不同,電子通過外部電路由負向正極;鋰離子Li+從負極跳進電解液流出,游泳到達正極并與運行了很長時間的在一起結合。
在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處于從正極到負極再到正極的移動狀態(tài)。假如我們把鋰離子的電池比作搖椅,搖椅的兩端就是電池的兩極,鋰離子就像一個優(yōu)秀的運動員在搖椅的兩端來回奔跑。所以專家給電池起了個可愛的名字,搖椅電池。
鋰離子電池的結構
鋰離子電池的結構由五部分組成:正極、負極、電解液、隔膜、外殼和電極引線。鋰離子電池的結構可分為纏繞型和堆積型兩大類。液體鋰離子電池具有纏繞結構,而聚合物鋰離子電池同時具有纏繞結構。
陰極材料:活性材料、導電劑、溶劑、粘合劑、基體。在鋰離子電池中,正材料市場容量最大,附加值較高,約占鋰離子電池成本的30%,毛利率低水平15%,高水平70%以上。目前,材料已批量應用于鋰離子電池,重要包括鋰鈷氧化物、鋰錳氧化物、鋰鎳鎳錳氧化物、鋰鈷鎳錳氧化物和磷酸鐵鋰。
負極材料:活性物質(石墨,MCMB,CMS)、粘合劑、溶劑和基體。負電極材料在鋰電成本中所占比例較低,重要包括碳負極材料和非碳負極材料。
隔膜:隔膜作為隔離電極的裝置放置在兩極之間,藉以防止了兩極活性物質直接接觸導致鋰離子電池內(nèi)部短路。隔膜仍然要能夠讓帶電離子通過形成一條路徑。重要的鋰離子電池隔膜材料產(chǎn)品包括單層PP、PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙PP/PP和三層PP/PE/PP。
電解液:外殼五金(鋼殼、鋁殼、蓋板、耳、絕緣片、絕緣帶)較好的電解液是LiPF6,但價格昂貴;其他有LiAsF6,但毒性大;LiClQ,具有強氧化性;有機溶劑包括DEC、DMC、DME等。
電池外殼:分為鋼外殼(方形很少使用)、鋁外殼、鍍鎳鐵殼(用于圓柱形電池)、鋁塑膜(軟包裝)等,以及電池蓋,也是電池的正負引出端。
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