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河北十一选五锂离子电池工作原理及组成结构介绍



  锂离子电池工作原理及组成结构介绍。锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电池时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池。是现代高性能电池的代表。

  锂离子电池,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。

  锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。

  锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌。在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”。当对电池进行充电时,锂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,达到负极的锂离子电池就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。

  锂离子电池构成主要有正极、负极、非水电解质和隔膜四部分组成。其中,正极、负极包含活性电极物质、导电剂、粘结剂等,均匀涂布于铜箔和铝箔集流体上。

  1.正极—活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料,电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂或者三元+少量锰酸锂,纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。

  2.隔膜一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过。

  3.负极—活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳,导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

  4.有机电解液—溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液。

  5.电池外壳—分为钢壳、铝壳、镀镍铁壳)、铝塑膜等,还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端。

  锂离子电池的正极电位较高,常为嵌锂过渡金属氧化物,河北十一选五或者聚阴离子化合物,如钴酸锂、锰酸锂、三元、磷酸铁锂等;锂离子电池负极物质通常为碳素材料,如石墨和非石墨化碳等;锂离子电池电解液主要为非水溶液,由有机混合溶剂和锂盐构成,其中溶剂多为碳酸之类有机溶剂,锂盐多为单价聚阴离子锂盐,如六氟磷酸锂等;锂离子电池隔膜多为聚乙烯、聚丙稀微孔膜,起到隔离正、负极物质,防止电子通过引起短路,同时能让电解液中离子通过的作用。

  随着锂离子电池在人们的日常生活及军工业中的广泛应用,众多高校、研究机构、企业都在致力于锂离子电池新技术的研发,也许在不久的将来更安全、容量更高。

  锂电池的应用广泛,从民用的数码、通信产品到工业设备到特种设备等都在批量使用,不同产品需要不同的电压和容量,因此锂离子电池串联和并联使用情况很多,锂电池通过加装保护电路、外壳、输出而形成的应用电池称为P