鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1961次 | 2020年12月03日
鋰離子電池的分類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
鋰離子電池的分類
1.按鋰離子電池的外型分:方型鋰離子電池(如常用的手機(jī)電池電芯)和柱形鋰離子電池(如18650);
2.按鋰離子電池外包材料分:鋁殼鋰離子電池,鋼殼鋰離子電池,軟包電池;
3.按鋰離子電池正負(fù)極材料(添加劑)分:沽酸鋰(LiCoO2)電池或錳酸鋰(LiMn2O),磷酸鐵鋰離子電池(LiFePO4),一次性二氧化錳鋰離子電池;另一種分法:鋰離子LIB,聚合物PLB;
4.按不同的性能用途方面分:
①一次性鋰離子電池一一鋰錳電池一一扣式3伏電池;
②高容量(高平臺(tái))鋰離子電池一一用在手機(jī)數(shù)碼產(chǎn)品上;
③高倍率鋰離子電池;一一用在電動(dòng)汽車和電動(dòng)工具上及飛機(jī)模;
④型高溫鋰離子電池;一一礦燈,室上燈飾,機(jī)器內(nèi)置后備電源;
⑤低溫鋰離子電池;一一室外環(huán)境,北方(冬天)南極;5.鋰離子電池還分成兩類:不可充電的和可充電兩類。
所謂鋰離子電池是指分別用兩個(gè)能可逆地嵌入和脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池。人們將這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的,獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池形象地稱為搖椅式電池,俗稱鋰電。
以LiCoO2為例:
(1)電池充電時(shí),鋰離子從正極中脫嵌,在負(fù)極中嵌入,放電時(shí)反之。
(2)正極材料:這就要一個(gè)電極在組裝前處于嵌鋰狀態(tài),一般選擇相對(duì)鋰而言電位大于3V且在空氣中穩(wěn)定的嵌鋰過渡金屬氧化物做正極,如LiCoO2、LiNiO2、LiMn204、LiFePO4。
(3)負(fù)極材料:為負(fù)極的材料則選擇電位盡可能接近鋰電位的可嵌入鋰化合物,如各種碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纖維、中間相小球碳素等和金屬氧化物,包括SnO、SnO,、錫復(fù)合氧化物SnBxPyOz(x=0.4~0.6,y=0.6~0.4,z=(2+3x+5y)/2)等
鋰離子電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
鋰離子電池一般包括:正極(positive)、負(fù)極(negative)、電解質(zhì)(electrolyte)、隔膜(separator)、正極引線(positivelead)、負(fù)極引線(negativeplate)、中心端子、絕緣材料(insulator)、安全閥(safetyvent)、密封圈(gasket)、PTC(正溫度控制端子)、CID
(電流切斷裝置)、電池殼及電極引線。
目前較為常用的鋰離子電池材料有鉆酸鋰、鎳酸鋰以及錳酸鋰。用得最多的材料是鉆酸鋰,循環(huán)性能好,制造也方便,缺點(diǎn)是鉆化合物價(jià)格較貴。鎳酸鋰的因?yàn)樾再|(zhì)不穩(wěn)定,制造困難,通常用得較多的是鉆酸鋰摻雜鎳的化合物,又稱鎳鉆酸鋰。錳酸鋰也是非常好的材料,在高溫下錳酸鋰的衰減比較快等諸多原因,目前應(yīng)用多數(shù)還停留在實(shí)驗(yàn)室階段。鋰離子電池的結(jié)構(gòu)重要分卷繞式和層疊式兩大類。液態(tài)鋰離子電池采用卷繞結(jié)構(gòu),聚合物鋰離子電池則兩種都有。卷繞式將正極膜片、隔膜、負(fù)極膜片依次放好,卷繞成圓柱形或扁柱形。
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