介绍锂电池的重要组成和工作原理

2023-07-28      258 次浏览

锂离子电池的重要组成:


(1)正极活性物质重要指钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂等,导电集流体一般使用厚度在10--20微米的铝箔;


(2)隔膜一种特殊的塑料膜,可以让锂离子通过,但却是电子的绝缘体,目前重要有PE和PP两种及其组合。还有一类无机固体隔膜,如氧化铝隔膜涂层就是一种无机固体隔膜,;


(3)负极活性物质重要指石墨、钛酸锂、或近似石墨结构的碳材料,导电集流体一般使用厚度在7-15微米的铜箔;


(4)电解液一般为有机体系,如溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,另有些聚合物电池使用凝胶状电解液;


(5)电池外壳重要分为硬壳(钢壳、铝壳、镀镍铁壳等)和软包(铝塑膜)两种。


当电池充电时,锂离子从正极中脱嵌,在负极中嵌入,放电时反之。这就要一个电极在组装前处于嵌锂状态,一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极,如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。


做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物,如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物,包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz(x=0.4~0.6,y=0.6~0.4,z=(2+3x+5y)/2)等。


电解质采用LiPF6的乙烯碳酸脂(EC)、丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙基碳酸脂(DEC)等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系。


隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜,尤其是PP/PE/PP三层隔膜不仅熔点较低,而且具有较高的抗穿刺强度,起到了热保险用途。


外壳采用钢或铝材料,盖体组件具有防爆断电的功能。


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