鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1206次 | 2019年01月22日
鋰離子電池的性能介紹
1、高能量密度
與同等容量的NI/CD或NI/MH電池相比,鋰離子電池的重量輕,其體積比能量是這兩類電池的1.5~2倍。
2、高電壓
鋰離子電池使用高電負(fù)性的含元素鋰電極,使其端電壓高達(dá)3.7V,這一電壓是NI/CD或NI/MH電池電壓的3倍。
3、無(wú)污染,環(huán)保型
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
4、循環(huán)壽命長(zhǎng)
壽命超過(guò)500次
5、高負(fù)載能力
鋰離子電池可以大電流連續(xù)放電,從而使這種電池可被應(yīng)用于攝象機(jī)、手提電腦等大功率用電器上。
6、優(yōu)良的安全性
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
由于使用優(yōu)良的負(fù)極材料,克服了電池充電過(guò)程中鋰枝晶的生長(zhǎng)問(wèn)題,使得鋰離子電池的安全性大大提高。同時(shí)采用特殊的可恢復(fù)配件,保證了電池在使用過(guò)程中的安全性。
※在生產(chǎn)加工中如何保證設(shè)計(jì)好的C/A比成了生產(chǎn)加工中的關(guān)鍵。所以在生產(chǎn)中應(yīng)就以下幾個(gè)方面進(jìn)行控制:
1.負(fù)極材料的處理
1)將大粒徑及超細(xì)粉與所要求的粒徑進(jìn)行徹底分離,避免了局部電化學(xué)反應(yīng)過(guò)度激烈而產(chǎn)生負(fù)反應(yīng)的情況,提高了電芯的安全性。
2)提高材料表面孔隙率,這樣可以提高10%以上的容量,同時(shí)在C/A比不變的情況下,安全性大大提高。處理的結(jié)果使負(fù)極材料表面與電解液有了更好的相容性,促進(jìn)了SEI膜的形成及穩(wěn)定上。
2.制漿工藝的控制
1)制漿過(guò)程采用先進(jìn)的工藝方法及特殊的化學(xué)試劑,使正負(fù)極漿料各組之間的表面張力降到了最低。提高了各組之間的相容性,阻止了材料在攪拌過(guò)程“團(tuán)聚”的現(xiàn)象。
2)涂布時(shí)基材料與噴頭的間隙應(yīng)控制在0.2mm以下,這樣涂出的極板表面光滑無(wú)顆粒、凹陷、劃痕等缺陷。
3)漿料應(yīng)儲(chǔ)存6小時(shí)以上,漿料粘度保持穩(wěn)定,漿料內(nèi)部無(wú)自聚成團(tuán)現(xiàn)象。均勻的漿料保證了正負(fù)極在基材上分布的均勻性,從而提高了電芯的一致性、安全性。
3.采用先進(jìn)的極片制造設(shè)備
1)可以保證極片質(zhì)量的穩(wěn)定和一致性,大大提高電芯極片均一性,降低了不安全電芯的出現(xiàn)機(jī)率。
2)涂布機(jī)單片極板上面密度誤差值應(yīng)小于±2%,極板長(zhǎng)度及間隙尺寸誤差應(yīng)小于2mm。
3)輥壓機(jī)的輥軸錐度和徑向跳動(dòng)應(yīng)不大于4μm,這樣才能保證極板厚度的一致性。設(shè)備應(yīng)配有完善的吸塵系統(tǒng),避免因浮塵顆粒而導(dǎo)致的電芯內(nèi)部微短路,從而保證了電芯的自放電性能。
4)分切機(jī)應(yīng)采用切刀為輥刀型的連續(xù)分切設(shè)備,這樣切出的極片不存在荷葉邊,毛刺等缺陷。同樣設(shè)備應(yīng)配有完善的吸塵系統(tǒng),從而保證了電芯的自放電性能。
4.先進(jìn)的封口技術(shù)
目前國(guó)內(nèi)外方形鋰離子電芯的封口均采用激光(LASER)熔接封口技術(shù),它是利用YAG棒(釔鋁石榴石)激光諧振腔中受強(qiáng)光源(一般為氮燈)的激勵(lì)下發(fā)出一束單一頻率的光(λ=1.06mm)經(jīng)過(guò)諧振折射聚焦成一束,再把聚焦的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)電芯的筒體和蓋板之間,使其熔化后親合為一體,以達(dá)到蓋板與筒體的密封熔合的目的。為了達(dá)到密封焊,必須掌握以下幾個(gè)要素:
1)必須有能量大、頻率高、聚焦性能好、跟蹤精度高的激光焊機(jī)。
2)必須有配合精度高的適用于激光焊的電芯外殼及蓋板。
3)必須有高統(tǒng)一純度的氮?dú)獗Wo(hù),特別是鋁殼電芯要求氮?dú)饧兌雀?,否則鋁殼表面就會(huì)產(chǎn)生難以熔化的Al2O3(其熔點(diǎn)為2400℃)。
3.1充電過(guò)程
如上圖一個(gè)電源給電池充電,此時(shí)正極上的電子e從通過(guò)外部電路跑到負(fù)極上,正鋰離子Li+從正極“跳進(jìn)”電解液里,“爬過(guò)”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達(dá)負(fù)極,與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。
正極上發(fā)生的反應(yīng)為
LiCoO2=充電=Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)
負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為
6C+XLi++Xe=====LixC6
3.2電池放電過(guò)程
放電有恒流放電和恒阻放電,恒流放電其實(shí)是在外電路加一個(gè)可以隨電壓變化而變化的可變電阻,恒阻放電的實(shí)質(zhì)都是在電池正負(fù)極加一個(gè)電阻讓電子通過(guò)。由此可知,只要負(fù)極上的電子不能從負(fù)極跑到正極,電池就不會(huì)放電。電子和Li+都是同時(shí)行動(dòng)的,方向相同但路不同,放電時(shí),電子從負(fù)極經(jīng)過(guò)電子導(dǎo)體跑到正極,鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液里,“爬過(guò)”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達(dá)正極,與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。
二、工藝流程
鋰離子電池的工藝技術(shù)非常嚴(yán)格、復(fù)雜,這里只能簡(jiǎn)單介紹一下其中的幾個(gè)主要工序。1、制漿:用專門的溶劑和粘結(jié)劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合,經(jīng)高速攪拌均勻后,制成漿狀的正負(fù)極物質(zhì)。2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(fù)極極片。3、裝配:按正極片—隔膜—負(fù)極片—隔膜自上而下的順序放好,經(jīng)卷繞支持呢個(gè)電池極芯,再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過(guò)程,即完成電池的裝配過(guò)程,制成成品電池。4、化成:用專用的電池充放電設(shè)備對(duì)成品電池進(jìn)行充放電測(cè)試,對(duì)每一只電池都進(jìn)行檢測(cè),篩選出合格的成品電池,待出廠。
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