鋰離子電池結(jié)構(gòu)組成,鋰離子電池原理

來源：存能電氣  日期：2019-08-09 15:00  瀏覽量：次

　　鋰離子電池結(jié)構(gòu)組成，鋰離子電池原理。在我們的日常生活中，鋰離子電池是非常常見的，鋰離子電池四大關(guān)鍵材料：正極、負(fù)極、隔膜、電解液。鋰離子電池是一種二次電池(充電電池)，它主要依靠Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌來工作。隨著能源汽車等下游產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，鋰離子電池的生產(chǎn)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大。

　　鋰離子電池結(jié)構(gòu)組成

　　從鋰離子電池結(jié)構(gòu)來說，主要分為以下五個(gè)部分組成：

　　1.正極資料：電極電勢(shì)較高、結(jié)構(gòu)安穩(wěn)的具有嵌鋰才能的層狀或尖晶石結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物或聚陰離子型化合物，如鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元資料等。

　　2.負(fù)極資料：電位挨近鋰電位、結(jié)構(gòu)安穩(wěn)的并可許多儲(chǔ)鋰的層狀石墨、金屬單質(zhì)及金屬氧化物，如石墨、中心相碳微球、鈦酸鋰等。

　　3.電解液：溶有電解質(zhì)鋰鹽的有機(jī)溶劑，供給鋰離子，電解質(zhì)鋰鹽有LiPF6、LiClO4、LiBF4等，有機(jī)溶劑主要由碳酸二乙酯（DEC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、二甲酯（DMC）等其中的一種或幾種混合組成。

　　4.隔閡：置于正負(fù)極之間，避免正負(fù)極直接接觸，且答應(yīng)Li+離子經(jīng)過的聚烯微多孔膜，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP），或它們復(fù)合膜，PP/PE/PP三層隔閡。

　　5.外殼：電池封裝，主要有鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片等。

　　鋰離子電池原理

　　所謂鋰離子電池是由兩個(gè)可嵌入與可脫嵌鋰離子的資料作為電池的正極與負(fù)極，實(shí)現(xiàn)可屢次充放電功用的二次電池。鋰離子電池是依靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電作業(yè)。當(dāng)電池充放電時(shí)，Li+在正極和負(fù)極之間穿梭。放電時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化，失去電子，同時(shí)陰極還原，得到電子；充電時(shí)，電荷運(yùn)動(dòng)方向相反。

　　鋰離子電池原理結(jié)構(gòu)鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。目前手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池。目前手機(jī)等使用的鋰離子電池，而真正的鋰電池由于危險(xiǎn)性大，沒有應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。

　　在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌(習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示，而負(fù)極用插入或脫插表示)。在充放電過程中，鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插，被形象地稱為“搖椅電池”。

　　鋰離子電池能量密度大，平均輸出電壓高。自放電小，每月在10%以下。沒有記憶效應(yīng)。工作溫度范圍寬為-20℃～60℃。循環(huán)性能優(yōu)越、可快速充放電、充電效率高達(dá)100%，而且輸出功率大。使用壽命長(zhǎng)。沒有環(huán)境污染，被稱為綠色電池。

　　鋰離子電池充電辦法

　　⒈預(yù)充階段。接通直流電源以后，在檢測(cè)到鋰電池時(shí)，發(fā)動(dòng)充電芯片進(jìn)入預(yù)充進(jìn)程，在此期間充電操控器以比較小的電流給電池充電，使電池電壓和溫度恢復(fù)到正常狀況。

　　⒉恒流充電階段。在充電初期充電電路以恒定的電流對(duì)鋰離子電池充電，通常鋰電池大多會(huì)選用規(guī)范充電速率。在恒流充電時(shí)，電池的電壓將會(huì)緩慢上升，只要電池電壓到達(dá)所設(shè)定的終止電壓，恒流充電就會(huì)終止，然后進(jìn)入恒壓充電進(jìn)程。

　　⒊恒壓充電階段。在恒壓充電的進(jìn)程中，充電的電流會(huì)逐漸衰減，當(dāng)監(jiān)測(cè)到充電電流降至設(shè)置值以下或滿充時(shí)刻超時(shí)轉(zhuǎn)入頂端截止充電，此時(shí)充電操控器會(huì)以極小的充電電流為電池補(bǔ)充能量，一般狀況下該進(jìn)程能夠延長(zhǎng)電池5%~10%的運(yùn)用時(shí)刻。

　　以上就是鋰離子電池結(jié)構(gòu)組成，鋰離子電池原理。目前鋰離子電池中正極材料的實(shí)際容量普遍偏低，成為研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。對(duì)于目前常見的鋰離子電池正極材料的結(jié)構(gòu)及工作原理的認(rèn)識(shí)，可以幫助我們深入理解鋰離子電池中的核心問題。