鋰電池廠家解析鋰電池工作原理、結構及應用

來源：存能電氣  日期：2020-02-28 15:02  瀏覽量：次

鋰電池廠家解析鋰電池工作原理、結構及應用。鋰電池是一種充電電池,它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。鋰電池具有能量密度高、占地小、長循環(huán)壽命等鉛酸電池不具備的優(yōu)勢被廣泛應用于生活之中。鋰電池在現(xiàn)代生活中扮演的角色越來越重要，本文存能電氣鋰電池廠家為大家解答鋰電池的工作原理、結構及應用。

鋰電池工作原理

鋰電池是一種充電電池，它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌：充電池時，Li+從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)；放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池，是現(xiàn)代高性能電池的代表。

鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。鋰電池放電時電子和Li+都是同時行動的，方向相同但路徑不同，電子從負極通過外部電路跑到正極；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合在一起。

在鋰電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極→負極→正極的運動狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。

鋰電池的結構組成

鋰電池在結構上主要有五大塊：正極、負極、電解液、隔膜、外殼與電極引線。鋰電池的結構主要分卷繞式和層疊式兩大類。液態(tài)鋰電池采用卷繞結構，聚合物鋰電池則兩種都有。

正極材料：活性物質，導電劑、溶劑、粘合劑、基體。正極材料在鋰電池中市場容量最大、附加值較高，大約占鋰電池成本30%，毛利率低則15%，高則70%以上。目前已批量應用于鋰電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、鈷鎳錳酸鋰以及磷酸鐵鋰。

負極材料：活性物質（石墨、MCMB、CMS)，粘合劑、溶劑、基體。負極材料占鋰電成本比例較低，主要有碳負極材料和非碳負極材料。

隔膜:隔膜是放置于兩極之間，作為隔離電極的裝置，藉以避免兩極上的活性物質直接接觸而造成鋰電池內部的短路。但隔膜仍需能讓帶電離子通過，以形成通路。主要的鋰電池隔膜材料產品有單層PP、單層PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙層PP/PE、雙層PP/PP和三層PP/PE/PP等。

電解液：外殼五金件（鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片、絕緣膠帶）電解液較好的是LiPF6，但價格昂貴；別的有LiAsF6，但有很大的毒性；LiClQ，具有強氧化性；有機溶劑有DEC，DMC，DME等。

電池外殼：分為鋼殼（方型很少使用）、鋁殼、鍍鎳鐵殼（圓柱電池使用）、鋁塑膜（軟包裝）等，還有電池的蓋帽，也是電池的正負極引出端。

鋰電池的應用范圍

從中國鋰電池應用市場的發(fā)展來看，鋰電池將更多更好多地替換鎳鎘、鎳氫電池或與之共舞；在IT領域，筆記本電腦快速增長，手機年均替換率不小于15%；數碼產品的銷量穩(wěn)定增長將帶動鋰電池出貨量增加。在這些便攜式鋰電池應用之外，電動工具、備用電源及車用電源顯示出未來鋰電池應用的廣闊前景。而且，鋰電池也開始投入軍工領域。

現(xiàn)在，鋰離子電池大量應用在手機、筆記本電腦、電動工具、電動車、路燈備用電源、航燈、家用小電器上，可以說是最大的應用群體。鋰電池應用領域電池主要應用在消費類產品、數碼類產品、動力產品、醫(yī)療和安防等。

鋰電池得到廣闊的商業(yè)應用，源自電池性能好、環(huán)境適應性高和綠色環(huán)保等因素，其中電池性能好體現(xiàn)在高儲能密度，約為鉛酸電池的6倍，而其重量卻只為鉛酸電池的6分之一，且電池循環(huán)壽命可達6年以上。

鋰電池其環(huán)境適應性高體現(xiàn)在高功率承受力、耐低溫適應強和自放電概率低，這就極大的延展電池使用范圍和使用領域；其綠色環(huán)保則體現(xiàn)在鋰電池生產、使用報廢過程中，不含有也不產生任何鉛、汞、鎘等有害金屬元素和物質。