锂离子电池工作原理及结构应用

2019-04-25      836 次浏览

我们最常用的手机、笔记本电脑、移动电源,还有很多数码产品用的都是用的锂离子电池锂电池广泛地应用在我们的生活中,使得我们的生活变得更加方便。

锂离子电池工作原理

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

锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。

锂离子电池的结构组成

锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜以及外部连接、包装部件构成。其中,正极、负极包含活性电极物质、导电剂、粘结剂等,均匀涂布于铜箔和铝箔集流体上。钢壳/铝壳/圆柱/软包装系列:

1.正极—活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料,电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂(俗称三元)或者三元+少量锰酸锂,纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。

2.隔膜一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过。

3.负极—活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳,导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

4.有机电解液—溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液。

5.锂电池外壳—分为钢壳(方型很少使用)、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使用)、铝塑膜(软包装)等,还有电池的盖帽,也是锂电池的正负极引出端。

锂离子电池的应用

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