大家好,小太来为大家解答以上问题。锂离子电池的结构和工作原理,图解很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
00-1010锂离子电池多以正极材料命名。比如磷酸铁锂电池,就是以磷酸亚铁锂为正极材料的锂离子电池;三元锂电池是以镍钴锰酸锂Li(NiCoMn )O2为正确电极材料的锂离子电池。锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜和外壳组成。其中正极材料、负极材料、电解液和隔膜被称为锂离子电池的四大核心部件。(1)阴极材料:
正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一,其性能和价格对锂离子电池有很大影响。目前研发成功并应用的正极材料主要有钴酸锂、磷酸亚铁锂、锰酸锂、锰酸镍钴锂(NCM)、铝酸镍钴锂(NCA)等三元材料。在锂离子电池中,正极材料占有很大的比重(正负电极材料的质量比为31~41)。(2)阳极材料3360
锂离子电池负极材料是充电过程中锂离子和电子的载体,起到储能和释能的作用。负极材料占电池成本的5%~ 15%,碳材料是锂离子电池应用最广泛的负极材料。
电解液:
电解液是锂离子电池中用来输送锂离子的载体,通常由锂盐和有机溶剂组成。电解液在锂离子电池的正极和负极之间起着传导锂离子的作用。电解液一般由高纯有机溶剂、电解质锂盐和相关添加剂在一定条件下按一定比例组成。(4)隔膜3360
隔板位于电池的正极板和负极板之间,起绝缘作用,是关键的内部部件之一。隔膜的性能决定了电池的横截面结构和内阻,直接影响电池容量、循环寿命和安全性能。隔板的主要作用是分隔电池的正极和负极,防止两个电极接触和短路,同时也允许电解液的锂离子通过。由于锂离子电池正负极的材料和制造工艺不同,其性能参数存在一定差异。性能参数对比见表3-3。其中,钴酸锂电池稳定性差,价格高,很少用作动力电池。
性能参数
钴酸锂
三元锂
锰酸锂
磷酸铁锂
平台/V
3.7
3.7
3.8
3.2
最大电压/V
4.2
4.2
4.2
3.7
最低电压/V
2.6
3.0
2.5
2.65
循环寿命
300
八百
500
2000
环保性能
钴轴承
钴、镍
无毒的
无毒的
安全性能
贫穷
较好的
好的
优秀的
适用领域
小型电池
小电池,
小功率蓄电池
动力蓄电池
动力电池,
超级容量电池
锂离子电池性能参数的比较
00-1010 (1)放电过程
锂离子电池虽然种类繁多,但工作原理大致相同。锂离子电池放电时,电子和锂离子Li同时移动,电子通过外电路导体从负极跑到正极。李从透镜结构的负极“脱插”到电解液中,“穿过”隔膜上的绕孔,“游”到正极晶体的缝隙中,与经过外电路的电子结合。
放电过程
(2)充电过程
充电时,晶体阴极材料上的锂分为锂离子和电子。电子从外部充电,电路运行到阴极。李从阴极“脱嵌”到电解液中,“穿过”振膜上的绕孔,“嵌入”透镜结构的阴极,与电子结合。因为Li从正极“脱嵌”并通过电解质插入负极,所以负极处于富锂状态。
充电过程
锂离子电池
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