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鈦酸鋰離子電池的原理是什么?

鉅大LARGE  |  點擊量:1097次  |  2021年03月16日  

鈦酸鋰離子電池原理


鈦酸鋰離子電池由正、負(fù)極板(正極活性物質(zhì)為三元鋰,負(fù)極為鈦酸鋰)、隔膜、電解質(zhì)、極耳、不銹鋼(鋁合金)外殼等組成。正負(fù)極板是電化學(xué)反應(yīng)的區(qū)域,隔膜、電解質(zhì)供應(yīng)Li+的傳輸通道,極耳起到引導(dǎo)電流的用途。


電池充電時,Li+從三元鋰材料中遷移到晶體表面,從正極板材料中脫出,在電場力的用途下,進(jìn)入電解液,穿過隔膜,再經(jīng)電解液遷移到負(fù)極鈦酸鋰晶體的表面,然后嵌入負(fù)極鈦酸鋰尖晶石結(jié)構(gòu)材料中。與此同時,電子流通過正極的鋁箔,經(jīng)極耳、電池極柱、負(fù)載、負(fù)極極柱、負(fù)極耳流向負(fù)極的鋁箔電極,再經(jīng)導(dǎo)電體流到鈦酸鋰負(fù)極,使電荷達(dá)至平衡。


電池放電時,Li+從鈦酸鋰尖晶石結(jié)構(gòu)材料中脫嵌,進(jìn)入電解液,穿過隔膜,再經(jīng)電解質(zhì)遷移到三元鋰晶體的表面,然后重新嵌入到三元鋰材料中。與此同時,電子經(jīng)導(dǎo)電體流向負(fù)極的鋁箔電極,經(jīng)極耳、電池負(fù)極柱、負(fù)載、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔電極,然后再經(jīng)導(dǎo)電體流到三元鋰正極,使電荷達(dá)至平衡。


由此可見,鈦酸鋰離子電池基本原理,就是在充、放電的過程中,對應(yīng)的鋰離子在正負(fù)極之間來回的嵌脫,完成電池的充放電和向負(fù)載的供電。鈦酸鋰離子電池的充放電示意圖如圖所示。


鈦酸鋰離子電池的結(jié)構(gòu)組成


正極:磷酸鐵鋰、錳酸鋰或三元材料、鎳錳酸鋰。


負(fù)極:鈦酸鋰材料。


隔膜:以碳作負(fù)極的鋰離子電池隔膜。


電解液:以碳作負(fù)極的鋰離子電池電解液。


電池殼:以碳作負(fù)極的鋰離子電池殼


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