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一文看懂鋰電池包基本結(jié)構(gòu)、工作原理和組裝過程

來源:未知  日期:2018-06-20 09:50  瀏覽量:

  一文看懂鋰電池包基本結(jié)構(gòu)、工作原理和組裝過程。鋰電池即鋰金屬電池,一般是指使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,鋰電池包逐漸成為主流。本文小編就來和大家談?wù)勪囯姵匕Y(jié)構(gòu)、工作原理和組裝過程,很棒的干貨哦!

  鋰電池包的基本結(jié)構(gòu)解析:

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  主要材料:正極、負極、電解液、隔膜

  結(jié)構(gòu):圓形、方形;疊片、卷繞

  形態(tài):聚合物(軟包裝)、液態(tài)鋰離子(鋼殼)

  正極

  正極材料占鋰離子電池成本30%--40%,直接影響鋰電池包的能量密度和性能。

  負極

  負極材料需由相對于鋰電極電勢更低的材料構(gòu)成,并具有高比容量和較好的充放電可逆性,從而在嵌鋰的過程中保持良好的尺寸和機械穩(wěn)定性。

  電解液

  電解液在正負電極間起到運輸電荷的作用,它影響著鋰電池包的能量密度、功率密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命、安全性能等因素。

  隔膜

  隔膜的孔徑需滿足良好的離子通過性,吸液保濕能力強,保持離子導(dǎo)電性;同時具有電子絕緣性,以實現(xiàn)正負極之間絕緣的機械隔離,此外應(yīng)有足夠的穿刺強度、拉伸強度等力學(xué)性能及耐腐蝕性和足夠的電化學(xué)穩(wěn)定性。

  目前較為常用的鋰電池包材料有鈷酸鋰、鎳酸鋰以及錳酸鋰。用得最多的材料是鈷酸鋰,循環(huán)性能好,制造也方便,缺點是鈷化合物價格較貴。

  鋰電池包工作原理:

  鋰電池是一種二次電池(充電電池),主要依靠鋰離子在正負極之間的往返嵌入和脫嵌來工作,實現(xiàn)能量的存儲和釋放。

  1、充電過程

  在電場的驅(qū)動下鋰離子從正極晶格中脫出,經(jīng)過電解質(zhì),嵌入到負極晶格中。

  充電開始時,應(yīng)先檢測待充電電池的電壓,如果電壓低于3V,要先進行預(yù)充電,充電電流為設(shè)定電流 的1/10,一般選0.05C左右。電壓升到3V后,進入標(biāo)準(zhǔn)充電過程。標(biāo)準(zhǔn)充電過程為:以設(shè)定電流進行恒流充電,電池電壓升到4.20V時,改為恒壓充電,保持充電電壓為4.20V。此時,充電電流逐漸下降,當(dāng)電流下降至設(shè)定充電電流的1/10時,充電結(jié)束。

  2、放電過程

  過程正好相反鋰離子返回正極,電子通過用電器由外電路到達正極與鋰離子復(fù)合。電池放電,此時負極上的電子e從通過外部電路跑到正極上,正鋰離子Li+從負極“跳進”電解液里,“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達正極,與早就跑過來的電子結(jié)合在一起。

  電池放電電流越大,放電容量越小,電壓下降更快。

  鋰電池包組裝過程:

  工具/原料:正極材料、負極材料、隔膜紙

  步驟/方法

  制漿:

  用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負極活性物質(zhì)混合,經(jīng)高速攪拌均勻后,制成漿狀的正負極物質(zhì)。

  涂膜:

  將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面,烘干,分別制成正負極極片。

  裝配:

  按正極片--隔膜--負極片--隔膜自上而下的順序放好,經(jīng)卷繞制成電池極芯,再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過程,即完成電池的裝配過程,制成成品電池。

  化成:

  用專用的電池充放電設(shè)備對成品電池進行充放電測試,對每一只電池都進行檢測,篩選出合格的成品電池,待出廠。

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  本期關(guān)于鋰電池包的組裝過程、原理、基本結(jié)構(gòu)解析就分享到這里了,如果還想了解更多關(guān)于鋰電池包的資訊,敬請關(guān)注我們存能電氣網(wǎng)站。


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