鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1865次 | 2020年09月16日
液態(tài)鋰離子電池的工作原理介紹
(1)電極由它的極性又分為正極材料和負(fù)極材料。最常見的負(fù)極材料為石墨;正極材料種類則比較多。
(2)電解液可以分為兩類:一類是酸、堿、鹽的水溶液;另一類是有機(jī)電解質(zhì)溶液。電解液是正負(fù)電極傳遞鋰離子的載體,因此它決定了電池的容量、循環(huán)效率、倍率、高低溫放電、高溫貯存、壽命和安全性等性能[23,24]。有機(jī)電解液一般有以下物質(zhì)組成:溶劑、電解質(zhì)鋰鹽和添加劑。常用的有機(jī)溶劑有碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯,不同的溶劑對(duì)電池的各項(xiàng)性能影響很大。如介電常數(shù)大的溶劑能降低鋰離子之間的引力,充分自由化鋰離子;溶劑閃點(diǎn)決定了鋰離子的最高工作溫度[25,26]。鋰離子鹽是供應(yīng)鋰離子的物質(zhì),它重要有無機(jī)鹽和有機(jī)鹽兩個(gè)系列。添加劑是能顯著改善鋰離子性能的一種物質(zhì)。如成膜添加劑能阻止溶劑對(duì)電極的破壞,提高電極的嵌鋰和脫鋰的容量和循環(huán)壽命。除此之外還有防過充添加劑、導(dǎo)電率添加劑、阻燃添加劑等。
(3)隔離層是一層有機(jī)物薄膜,膜中有豐富的曲折貫通的微孔。這種微孔可以阻止粒徑較大的電解液通過,但粒徑較小的鋰離子可以自由通過,形成電池內(nèi)部的通電回路。因此隔離層將正負(fù)電極分成兩個(gè)部分,可以防止電池內(nèi)部發(fā)生短路,起到了隔離用途。
(4)容器為電池的包裝金屬外殼,它重要起到了保持電池的外形和保護(hù)內(nèi)部電芯的用途,一般電池的外殼與電芯的正負(fù)極相連。
工作原理
鋰離子電池的充放電過程就是Li+在正負(fù)極材料的嵌入和脫嵌并伴隨著能量的吸收和釋放的過程。給鋰離子電池充電:Li+從正極材料中脫嵌,經(jīng)電解液到達(dá)負(fù)極,吸收電子后嵌入負(fù)極材料中形成能量較高嵌入化合物。鋰離子電池放電:
Li+從負(fù)極材料中脫嵌并釋放電子,Li+經(jīng)電解液達(dá)到正極,吸收電子后嵌入正極材料形成較為穩(wěn)定的嵌入化合物。