锂离子动力锂离子电池的结构及分类

2022-05-06      964 次浏览

锂离子动力锂电池的结构


电池一般包括:正极(positive)、负极(negative)、电解质(electrolyte)、隔膜(separator)、正极引线(positivelead)、负极引线(negativeplate)、中心端子、绝缘材料(insulator)、安全阀(safetyvent)、密封圈(gasket)、PTC(正温度控制端子)、电池壳。一般大家较关心正极、负极、电解质。


3、锂离子动力锂电池分类


(1)按照电池外形


圆柱形锂离子电池:目前重要为18650(直径18mm,长度65mm)和26650(直径26mm,长度65mm)两种型号,重要应用于笔记本和电动工具领域;


方形锂离子电池:种类较多,重要应用于手机、数码相机等领域;


扣式锂离子电池:可满足计算机、摄像机等对高比容量和薄型化的要求;


(2)按使用温度


高温锂离子电池:重要应用于特种、航天等领域,民用领域重要是汽车的GPS领域;


常温锂离子电池:目前商业化的锂离子电池基本丢只能在-20~45℃范围内工作;


低温锂离子电池:目前商业化的锂离子电池基本丢只能在-40~55℃范围内工作;


(3)按电解质的状态


液态锂离子电池:电解质为有机溶剂+锂盐;


聚合物锂离子电池:聚合物的基体重要为HFP-PVDF、PEO、PAN和PMMA等;


全固态锂离子电池:还处在实验阶段;


(4)按外壳材质


钢壳锂离子电池:密封性较好;


铝壳锂离子电池:质量轻;


铝塑膜锂离子电池:电池生产工艺简单,电池的质量比能量高;


(5)按正极材料分类


钻酸锂离子电池:应用最广,振实密度高,比能量高,电压平台稳,但是原来贵,对环境有污染,安全性差;


锰酸锂:三维隧道的结构,锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌,不会引起结构的塌陷,因而具有优异的倍率性能和稳定性。环境友好,但能量密度低、高温性能大;


磷酸铁锂离子电池:比表面积大,能量密度高,循环性能好,材料批量化生产很难达到较高的一致性,低温放电性能不好;


(6)按负极材料分类


石墨:电导性好,结晶度高,具有良好的层状结构适合Li的脱嵌,容量在300mAh/g以上,充放电效率90%以上,良好的充放电平台;


软碳:结晶度低,晶粒尺寸小,与电解液相容性好,输出电压低,无明显充放电平台,不可逆容量较高,基本没商业化;


硬碳:Li嵌入不会引起膨胀,又良好的充放电循环性能,较高的比容量,可达到400mAh/g以上,并且低温性能好,是理想的电动汽车电池负极材料,日本已经商业化;


钛酸锂:零应变材料,电位较高不会形成锂枝晶,目前研究较热,但由于胀气问题至今未得到大规模应用;

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