鉅大LARGE | 點擊量:910次 | 2021年07月23日
鋰離子電池電芯設(shè)計原理及結(jié)構(gòu)有什么?
鋰離子電池包是由陰極和陽極組成,分離并通過電解質(zhì)連接。電解質(zhì)傳導(dǎo)離子但是電子的絕緣體。在充電狀態(tài)下,陽極含有高濃度的嵌入鋰,而陰極含有鋰。在放電期間,鋰離子離開陽極并通過電解質(zhì)遷移到陰極,而其相關(guān)的電子被集電器收集以用于為電氣裝置供電。模塊和電池中的單元設(shè)計和組合差別很大。
鋰離子電池中的電極始終是固體材料??梢砸罁?jù)它們的電解質(zhì)區(qū)分離子類型,所述電解質(zhì)可以是液體,凝膠或固態(tài)組分。凝膠和固態(tài)電池中的電解質(zhì)代表結(jié)構(gòu)部件,并且不要額外的保護板來有效地分離電極和戒備短路。形狀可以是圓柱形和棱柱形。
▲結(jié)構(gòu)
(1)正極材料:電極電勢較高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的具有嵌鋰能力的層狀或尖晶石結(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、三元材料等。
(2)負極材料:電位接近鋰電位、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的并可大量儲鋰的層狀石墨、金屬單質(zhì)及金屬氧化物,如石墨、中間相碳微球、鈦酸鋰導(dǎo)電集流體使用厚度7-15微米的電解銅箔等。
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%
(3)隔膜:一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔結(jié)構(gòu),可以讓鋰離子自由通過,而電子不能通過。
(4)有機電解液:溶有電解質(zhì)鋰鹽的有機溶劑,供應(yīng)鋰離子,聚合物的則使用凝膠狀電解液。
(5)電池外殼:分為鋼殼、鋁殼、鍍鎳鐵殼、鋁塑膜等。還有電池的蓋帽,也是電池的正負極引出端。
鋰離子電池早已滲透到人類社會的方方面面,在支持工業(yè)化社會的正常運作方面,起著無可替代的用途。電池雖小,但它所涉及到的方面卻極其復(fù)雜,因此,研究者還需依據(jù)背景信息進行細致考察并得出合理的結(jié)論。