鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:841次 | 2019年04月25日
鋰離子電池工作原理及結(jié)構(gòu)應(yīng)用
我們最常用的手機(jī)、筆記本電腦、移動(dòng)電源,還有很多數(shù)碼產(chǎn)品用的都是用的鋰離子電池。鋰電池廣泛地應(yīng)用在我們的生活中,使得我們的生活變得更加方便。
鋰離子電池工作原理
鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為
LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)
充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為
6C+XLi++Xe-=LixC6
充電電池總反應(yīng):LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6
鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中,Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時(shí),Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。
鋰離子電池的結(jié)構(gòu)組成
鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、電解液、隔膜以及外部連接、包裝部件構(gòu)成。其中,正極、負(fù)極包含活性電極物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等,均勻涂布于銅箔和鋁箔集流體上。鋼殼/鋁殼/圓柱/軟包裝系列:
1.正極—活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或者鈷酸鋰,鎳鈷錳酸鋰材料,電動(dòng)自行車則普遍用鎳鈷錳酸鋰(俗稱三元)或者三元+少量錳酸鋰,純的錳酸鋰和磷酸鐵鋰則由于體積大、性能不好或成本高而逐漸淡出。導(dǎo)電極流體使用厚度10--20微米的電解鋁箔。
2.隔膜一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔結(jié)構(gòu),可以讓鋰離子自由通過,而電子不能通過。
3.負(fù)極—活性物質(zhì)為石墨,或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳,導(dǎo)電集流體使用厚度7-15微米的電解銅箔。
4.有機(jī)電解液—溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑,聚合物的則使用凝膠狀電解液。
5.鋰電池外殼—分為鋼殼(方型很少使用)、鋁殼、鍍鎳鐵殼(圓柱電池使用)、鋁塑膜(軟包裝)等,還有電池的蓋帽,也是鋰電池的正負(fù)極引出端。
鋰離子電池的應(yīng)用