鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1338次 | 2019年05月22日
介紹鋰離子電池作業(yè)原理、結(jié)構(gòu)組成、優(yōu)缺陷與鋰電池、蓄電池、碳酸鐵鋰電池、聚合物電池的差異
鋰離子電池:是一種二次電池(充電電池),它首要依托鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來作業(yè)。在充放電進(jìn)程中,Li+在兩個(gè)電極之間往復(fù)嵌入和脫嵌:充電時(shí),Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀況;放電時(shí)則相反。不含有毒有害物質(zhì),被稱為綠色電池。下面賢集網(wǎng)小編為咱們介紹鋰離子電池作業(yè)原理、結(jié)構(gòu)組成、優(yōu)缺陷與鋰電池、蓄電池、碳酸鐵鋰電池、聚合物電池的差異。
鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池。
手機(jī)和筆記本電腦運(yùn)用的都是鋰離子電池,通常人們俗稱其為鋰電池。電池一般選用含有鋰元素的材料作為電極,是現(xiàn)代高功用電池的代表。而真實(shí)的鋰電池由于危險(xiǎn)性大,很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。
鋰離子電池由日本索尼公司于1990年最早開發(fā)成功。它是把鋰離子嵌入碳(石油焦炭和石墨)中形成負(fù)極(傳統(tǒng)鋰電池用鋰或鋰合金作負(fù)極)。
鋰離子電池結(jié)構(gòu)組成部分
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%
1)正極——活性物質(zhì)一般為錳酸鋰或許鈷酸鋰,鎳鈷錳酸鋰材料,電動(dòng)自行車則廣泛用鎳鈷錳酸鋰(俗稱三元)或許三元+少數(shù)錳酸鋰,純的錳酸鋰和磷酸鐵鋰則由于體積大、功用欠好或本錢高而逐步淡出。導(dǎo)電極流體運(yùn)用厚度10--20微米的電解鋁箔。
2)隔膜——一種經(jīng)特別成型的高分子薄膜,薄膜有微孔結(jié)構(gòu),可以讓鋰離子安閑經(jīng)過,而電子不能經(jīng)過。
3)負(fù)極——活性物質(zhì)為石墨,或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳,導(dǎo)電集流體運(yùn)用厚度7-15微米的電解銅箔。
4)有機(jī)電解液——溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑,聚合物的則運(yùn)用凝膠狀電解液。
5)電池外殼——分為鋼殼(方型很少運(yùn)用)、鋁殼、鍍鎳鐵殼(圓柱電池運(yùn)用)、鋁塑膜(軟包裝)等,還有電池的蓋帽,也是電池的正負(fù)極引出端。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
鋰離子電池作業(yè)原理
鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極,以含鋰的化合物作正極,沒有金屬鋰存在,只要鋰離子,這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電進(jìn)程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌進(jìn)程。在鋰離子的嵌入和脫嵌進(jìn)程中,一起伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌(習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表明,而負(fù)極用刺進(jìn)或脫插表明)。在充放電進(jìn)程中,鋰離子在正、負(fù)極之間往復(fù)嵌入/脫嵌和刺進(jìn)/脫插,被形象地稱為“搖椅電池”。
當(dāng)對(duì)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。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有許多微孔,抵達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。相同,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即咱們運(yùn)用電池的進(jìn)程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回正極?;卣龢O的鋰離子越多,放電容量越高。
鋰離子電池長處
1、鋰電池電壓渠道高:單體電池的均勻電壓為3.7V或3.2V,約等于3只鎳鎘電池或鎳氫電池的串聯(lián)電壓,便于組成電池組。
2、具有高儲(chǔ)存能量密度:相對(duì)其他電池而言鋰電池能量密度很高,現(xiàn)在已抵達(dá)460-600Wh/kg,約為鉛酸電池的6~7倍。這就意味著在相同電荷容量下,鋰電池重量更輕。據(jù)核算相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/5~1/6。
3、運(yùn)用壽數(shù)相對(duì)較長:鋰電池的運(yùn)用壽數(shù)可抵達(dá)6年以上。以磷酸亞鐵鋰為正極的鋰電池為例,在1C充放電倍率下,循環(huán)周期的*紀(jì)錄可達(dá)1000次。
4、具有高功率承受力:電動(dòng)車鋰電池用的磷酸亞鐵鋰離子電池*充放電倍率可以抵達(dá)15C-30C,這非常適合動(dòng)力轎車高強(qiáng)度的發(fā)動(dòng)和加速。
5、自放電率很低。自放電率是鋰離子電池*杰出的優(yōu)越性之一,室溫下滿電存儲(chǔ)一個(gè)月的自放電率約10%左右,而平等條件下鎳鎘為25~30%、鎳氫為30~35%。
6、無回想效應(yīng):這意味著鋰離子電池可以隨時(shí)充放電,而不用像鎳氫、鎳錫電池相同,有必要要比及電量耗盡。
7、高低溫適應(yīng)性強(qiáng):鋰電池可在-20℃--60℃的環(huán)境下運(yùn)用,經(jīng)過工藝上的處理,可以在-45℃環(huán)境下運(yùn)用。
8、綠色環(huán)保:不管出產(chǎn)、運(yùn)用和報(bào)廢都不含有也不發(fā)作鉛、汞、鎘等有毒重金屬物質(zhì)。
9、鋰離子電池的首要原材料鋰、錳、鐵、釩等在我國都是富產(chǎn)資源;出產(chǎn)底子不用耗水,對(duì)水之源稀缺的國家非常有利。
鋰離子電池的缺陷
1、差錯(cuò)運(yùn)用存在安全隱患:由于鋰離子電池組成物質(zhì)非常活潑,若運(yùn)用差錯(cuò)將會(huì)出現(xiàn)電解液分解、燃燒乃至爆炸的重大事故。
2、不同放電倍率對(duì)電池的可用容量影響較大。
3、過充電和過放電均會(huì)對(duì)電池形成不行恢復(fù)的危害:針對(duì)以上的缺陷,一般大容量的鋰電池組均選用了保護(hù)裝置來監(jiān)督電池的運(yùn)用進(jìn)程。
4、低溫下電池功用顯著惡化,放電渠道下降、輸出功率減小、可用電量衰減等。
鋰離子電池和鋰電池的差異
鋰電池是以金屬鋰作為電極,以電子傳遞發(fā)作電流,易發(fā)作枝晶引起爆炸。鋰電池是一次電池。
鋰離子電池是以鋰離子的傳遞來結(jié)束充放電,首要以鋰摻雜金屬的氧化物作為電極。鋰離子電池是二次電池可充電。
鋰離子電池和碳酸鐵鋰電池的差異
磷酸鐵鋰電池,是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。鋰離子電池的正極材料首要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其間鈷酸鋰是現(xiàn)在絕大多數(shù)鋰離子電池運(yùn)用的正極材料。
鋰離子電池和蓄電池的差異
第一:重量的比較。鋰電池更簡潔,鋰電池容量密度高,抵達(dá)192Wh/kg,相同的重量體積,裝下的能量是鉛酸電池的多倍,現(xiàn)在兩輪電動(dòng)車需求大續(xù)航的,唯有選擇鋰電池是最好的途徑。
第二:充電功率的比較。鋰電池充電的功率更高,拿三元18650鋰電池來說,最大充電電流一般是0.5C,以聯(lián)盟72V24Ah的鋰電池來說,最大充電電流可以是12A了,當(dāng)然為了鋰電池的安全和壽數(shù)考慮,聯(lián)盟的鋰電保護(hù)板約束了最大充電電流,現(xiàn)在引薦最大6A的充電電流,72V24Ah電池只要4個(gè)小時(shí)充電。
第三:壽數(shù)的比較。鋰電池的壽數(shù)更長,一般三元鋰電,循環(huán)次數(shù)是800次左右,按照咱們現(xiàn)在的電動(dòng)車一般運(yùn)用情況,鋰電池至少可以運(yùn)用3年。這兒說的800次循環(huán)不是說800次后電池就完全報(bào)廢了,而是指在循環(huán)800次后,其容量還能抵達(dá)新電池最大容量的60-70%左右,假如容量續(xù)行路程還能高于用戶最低續(xù)行要求之上,那仍是可以繼續(xù)運(yùn)用的,直到續(xù)行現(xiàn)已無法滿意用戶的需求了中止,而這壽數(shù)有或許就是4年?5年?乃至6年?
第四:功用和經(jīng)用的比較。相同容量的鋰電池,有用運(yùn)用的能量比鉛酸電池多。就拿72V的鉛酸和鋰電池來比較吧。一般鉛酸電池作業(yè)的電壓是63V-82V,中心的壓差是19V。拿聯(lián)盟72V鋰電來說,20串18650的鋰電,單體鋰電作業(yè)電壓是2.75-4.2V,20串就是55V-84V,聯(lián)盟為了保護(hù)鋰電運(yùn)用安全和壽數(shù),設(shè)定的作業(yè)電壓是58V-83.5V,中心的壓差是25.5V,整整比鉛酸電池壓差多了6.5V,也就說說比鉛酸多了34%的作業(yè)電壓規(guī)劃。粗淺的說,同電壓規(guī)范容量的鋰電池比鉛酸電池的續(xù)行路程可以多出三分之一左右,這還僅僅只算了電池能量的不同,沒有考慮鋰電池減輕的重量因素。
鋰離子電池和聚合物電池的差異
鋰聚合物電池是鋰離子電池晉級(jí)換代產(chǎn)品。相對(duì)于現(xiàn)在盛行的鋰離子電池而言,它具有容量大、體積小(?。?、安全(不會(huì)爆炸)等長處。但是,由于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的換代需求必定時(shí)刻,它的造價(jià)(本錢)現(xiàn)在還比較高,僅在高端數(shù)碼產(chǎn)品中有運(yùn)用(超薄筆記本電腦等)。鋰聚合物電池是指的全固態(tài)或凝膠太為電解液的鋰離子電池。一般選用鋁塑復(fù)合膜作為包裝材料。
以上就是關(guān)于鋰離子電池作業(yè)原理、結(jié)構(gòu)組成、優(yōu)缺陷與鋰電池、蓄電池、碳酸鐵鋰電池、聚合物電池的差異的一系列知識(shí)介紹,最新消息:物理學(xué)家GabrielVeith受一種名為oobleck的物質(zhì)啟示,成功研宣告避免鋰離子電池起火的新化學(xué)配方。
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