一文看懂鋰電池包基本結(jié)構(gòu)、工作原理和組裝過(guò)程
來(lái)源:未知 日期:2018-06-20 09:50 瀏覽量:次
一文看懂鋰電池包基本結(jié)構(gòu)、工作原理和組裝過(guò)程。鋰電池即鋰金屬電池,一般是指使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,鋰電池包逐漸成為主流。本文小編就來(lái)和大家談?wù)勪囯姵匕Y(jié)構(gòu)、工作原理和組裝過(guò)程,很棒的干貨哦!
鋰電池包的基本結(jié)構(gòu)解析:
主要材料:正極、負(fù)極、電解液、隔膜
結(jié)構(gòu):圓形、方形;疊片、卷繞
形態(tài):聚合物(軟包裝)、液態(tài)鋰離子(鋼殼)
正極
正極材料占鋰離子電池成本30%--40%,直接影響鋰電池包的能量密度和性能。
負(fù)極
負(fù)極材料需由相對(duì)于鋰電極電勢(shì)更低的材料構(gòu)成,并具有高比容量和較好的充放電可逆性,從而在嵌鋰的過(guò)程中保持良好的尺寸和機(jī)械穩(wěn)定性。
電解液
電解液在正負(fù)電極間起到運(yùn)輸電荷的作用,它影響著鋰電池包的能量密度、功率密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命、安全性能等因素。
隔膜
隔膜的孔徑需滿足良好的離子通過(guò)性,吸液保濕能力強(qiáng),保持離子導(dǎo)電性;同時(shí)具有電子絕緣性,以實(shí)現(xiàn)正負(fù)極之間絕緣的機(jī)械隔離,此外應(yīng)有足夠的穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能及耐腐蝕性和足夠的電化學(xué)穩(wěn)定性。
目前較為常用的鋰電池包材料有鈷酸鋰、鎳酸鋰以及錳酸鋰。用得最多的材料是鈷酸鋰,循環(huán)性能好,制造也方便,缺點(diǎn)是鈷化合物價(jià)格較貴。
鋰電池包工作原理:
鋰電池是一種二次電池(充電電池),主要依靠鋰離子在正負(fù)極之間的往返嵌入和脫嵌來(lái)工作,實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)和釋放。
1、充電過(guò)程
在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下鋰離子從正極晶格中脫出,經(jīng)過(guò)電解質(zhì),嵌入到負(fù)極晶格中。
充電開(kāi)始時(shí),應(yīng)先檢測(cè)待充電電池的電壓,如果電壓低于3V,要先進(jìn)行預(yù)充電,充電電流為設(shè)定電流 的1/10,一般選0.05C左右。電壓升到3V后,進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)充電過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn)充電過(guò)程為:以設(shè)定電流進(jìn)行恒流充電,電池電壓升到4.20V時(shí),改為恒壓充電,保持充電電壓為4.20V。此時(shí),充電電流逐漸下降,當(dāng)電流下降至設(shè)定充電電流的1/10時(shí),充電結(jié)束。
2、放電過(guò)程
過(guò)程正好相反鋰離子返回正極,電子通過(guò)用電器由外電路到達(dá)正極與鋰離子復(fù)合。電池放電,此時(shí)負(fù)極上的電子e從通過(guò)外部電路跑到正極上,正鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液里,“爬過(guò)”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達(dá)正極,與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。
電池放電電流越大,放電容量越小,電壓下降更快。
鋰電池包組裝過(guò)程:
工具/原料:正極材料、負(fù)極材料、隔膜紙
步驟/方法
制漿:
用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合,經(jīng)高速攪拌均勻后,制成漿狀的正負(fù)極物質(zhì)。
涂膜:
將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面,烘干,分別制成正負(fù)極極片。
裝配:
按正極片--隔膜--負(fù)極片--隔膜自上而下的順序放好,經(jīng)卷繞制成電池極芯,再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過(guò)程,即完成電池的裝配過(guò)程,制成成品電池。
化成:
用專用的電池充放電設(shè)備對(duì)成品電池進(jìn)行充放電測(cè)試,對(duì)每一只電池都進(jìn)行檢測(cè),篩選出合格的成品電池,待出廠。
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