鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1892次 | 2021年04月06日
介紹鋰離子電池的工作原理
鋰離子電池的應(yīng)用越來越廣泛,手機(jī)電腦上用的大多都是鋰離子電池。那么鋰離子電池是如何工作的呢?
工作原理其實(shí)就是指的其充放電原理。電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入碳層的鋰離子越多,充電容量越高。當(dāng)對電池進(jìn)行放電時(shí),嵌在負(fù)極碳層中的離子脫出,又及運(yùn)動(dòng)回到正極,回到正極的鋰離子越多,放電容量越高。
大家可以看出來,鋰離子電池的工作原理就是鋰離子在正負(fù)極來回游動(dòng),假如所選用的正負(fù)極合金,那么鋰離子電池可以無限壽命的使用下去。但是現(xiàn)實(shí)中我們了解我們所用的手機(jī)電池壽命是越來越少的,剛買的手機(jī)可以一整天不充電,但是用幾個(gè)月后,手機(jī)就不耐用了,這是什么原因造成的呢?重要是所使用的正負(fù)極在使用過程中發(fā)生了損壞造成的,而且這種損壞還是不可逆的,因此會(huì)導(dǎo)致其容量降低。所有的鋰離子電池爆炸都是由短路引起的,引起短路的現(xiàn)象有過充、過放、過流、過熱,它們是通過鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)而形成電池短路的,所謂內(nèi)因決定外因的意思,鋰離子電池結(jié)構(gòu)本身是一個(gè)工藝制造過程,而工藝制造過程是難以100%防止瑕疵存在的。
鋰離子逗留的正負(fù)極應(yīng)該潔凈,穿梭其間的電解液、隔膜也應(yīng)無雜質(zhì),但在制造過程中,電解液與隔膜難以完全防止沾著金屬粉塵、銅箔或者鋁箔等碎片。當(dāng)人們使用不當(dāng)(過充、過放、過流)或者把鋰離子電池置于極端環(huán)境(過高溫度)下,鋰離子電池就會(huì)過熱,碎片在常溫下的安靜狀態(tài)被打破,從而會(huì)在一個(gè)較熱的電解液空間中進(jìn)行熱運(yùn)動(dòng)。下一步,假如碎片接近了隔膜,熱的碎片將影響隔膜的隔離用途,也就造成短路。
可見,短路是由于兩個(gè)原因引起的:一是電池體內(nèi)有雜質(zhì),二是雜質(zhì)會(huì)運(yùn)動(dòng),二者的中介是發(fā)熱,因此,短路必然有發(fā)熱伴隨,而發(fā)熱并不必然短路。第三步,短路會(huì)迸發(fā)火花,而電解液是易燃液體,火花在一個(gè)密閉的空間中就會(huì)引發(fā)電池的燃燒和爆炸,這一點(diǎn)很容易理解。因此,現(xiàn)在有一種聚合物鋰離子電池以膠體電解質(zhì)代替液體電解質(zhì),可以降低短路的概率。但也不能完全防止。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%