锂电池电芯有什么种类

2022-08-06      1120 次浏览

18650电芯


18650型锂电池指电池的直径为18mm,长度为65mm,0表示圆柱体型的电池。18650电芯的技术比较成熟,电池结构稳定、比容量高、综合性能突出,而且因为体积小巧可以在很多范围内使用。缺点是其安全性比聚合物锂电池差,电芯的循环次数较低,大约只有300次左右。


聚合物电芯


聚合物电芯与传统锂离子电池的区别在于生产工艺。锂电池是缠绕而成,体积较软。聚合物是叠加而成,体形较硬。相同体积的聚合物和锂电池,聚合物的容量更大,约高出30%以上。并且更安全,爆炸风险小。使用寿命长。充放电达到了500次以上。缺点是成本高,相同容量的聚合物电芯比18650锂离子电芯至少贵出100%。


“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。所以,锂电池长期没有得到应用。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。


锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。


锂金属电池:


锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。


锂电池基本原理


锂电池基本原理


放电反应:Li+MnO2=LiMnO2


锂离子电池:


锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。


充电正极上发生的反应为


LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)


充电负极上发生的反应为


6C+XLi++Xe-=LixC6


充电电池总反应:LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6


正极


正极材料:可选的正极材料很多,主流产品多采用锂铁磷酸盐。不同的正极材料对照:


LiCoO2


3.7V


140mAh/g


Li2Mn2O4


4.0V


100mAh/g


LiFePO4


3.3V


100mAh/g


Li2FePO4F


3.6V


115mAh/g


正极反应:放电时锂离子嵌入,充电时锂离子脱嵌。充电时:LiFePO4→Li1-xFePO4+xLi++xe-放电时:Li1-xFePO4+xLi++xe-→LiFePO4。


负极


负极材料:多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。


负极反应:放电时锂离子脱嵌,充电时锂离子嵌入。


充电时:xLi++xe-+6C→LixC6


放电时:LixC6→xLi++xe-+6C


锂电池最早期应用在心脏起搏器中。锂电池的自放电率极低,放电电压平缓等优点,使得植入人体的起搏器能够长期运作而不用重新充电。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压,更适合作集成电路电源。二氧化锰电池,就广泛用于计算器,数码相机、手表中。


为了开发出性能更优异的品种,人们对各种材料进行了研究,从而制造出前所未有的产品。


1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化,使人们的移动电话、笔记本、计算器等携带型电子设备的重量和体积大大减小。

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