鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:846次 | 2020年12月21日
簡(jiǎn)單分析鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和工作原理
詳細(xì)分析了鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和工作原理
鋰離子電池分為鋰離子電池和鋰離子電池。移動(dòng)電話和筆記本電腦使用鋰離子電池,俗稱鋰離子電池。真正的鋰離子電池非常危險(xiǎn),很少用于日常電子產(chǎn)品中。
鋰離子電池是一種可充電電池,重要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)。在充放電過程中,Li+在兩個(gè)電極之間往復(fù)插入和反插入。在可充電電池中,Li+從正極脫插,通過電解質(zhì)插入負(fù)極,處于鋰富集狀態(tài)。當(dāng)卸貨時(shí),情況正好相反。一般選用含鋰的數(shù)據(jù)作為電池的電極,是現(xiàn)代高功能電池的代表。
鋰離子電池是如何工作的
鋰離子電池以碳數(shù)據(jù)為負(fù)極,以含鋰化合物為正極,不存在金屬鋰,只要是鋰離子,這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指鋰離子嵌入化合物作為一種正數(shù)據(jù)電池。鋰離子電池的充放電過程就是鋰離子的嵌入和去嵌入過程。鋰離子的包埋和去包埋過程伴隨著鋰離子等等價(jià)電子的包埋和去包埋(傳統(tǒng)上正極用包埋或去包埋表示,負(fù)極用插入或去包埋表示)。在充放電過程中,鋰離子在正極和負(fù)極之間來回插入/脫嵌和推力/脫插,被形象地稱為搖椅電池。
當(dāng)電池充電時(shí),鋰離子在電池正極形成,由此出現(xiàn)的鋰離子穿過電解質(zhì)到達(dá)負(fù)極。碳是負(fù)極,具有許多微孔的層狀結(jié)構(gòu)。到達(dá)負(fù)極的鋰離子被嵌入碳層的微孔中。鋰離子嵌入越多,充電容量越大。同樣地,當(dāng)電池放電時(shí)(我們使用電池的過程),嵌在負(fù)極碳中的鋰離子就會(huì)出來并回到正極。陰極鋰離子越多,放電容量越大。
鋰離子電池的充電電流一般設(shè)定在0.2c到1C之間。電流越高,充電越快,電池的發(fā)熱就越大。而且,過電流充電時(shí),容量不滿,是因?yàn)殡姵貎?nèi)部的電化學(xué)響應(yīng)需求矩。就像倒啤酒相同,倒得太快會(huì)爆裂泡沫,但不滿。
關(guān)于電池來說,正常使用是放電的過程。
鋰離子電池放電要求
最重要的是,放電電流不宜過大,過大的電流會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱,有可能造成永久性損壞。在手機(jī)上,這是沒有問題的,不能考慮。
其次,一定不要過度放電!鋰離子電池最怕過放電,一旦放電電壓低于2.7V,就可能導(dǎo)致電池浪費(fèi)。幸運(yùn)的是,手機(jī)電池的內(nèi)部已經(jīng)安裝了保護(hù)電路,電壓不夠低,不足以損壞電池,保護(hù)電路就會(huì)起用途,停止放電。從圖中可以看出,電池的放電電流越大,放電容量越小,電壓降越快。
鋰離子電池結(jié)構(gòu)
正極:活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基質(zhì)。
當(dāng)電池放電時(shí),從外部電路中獲取電子的電極,然后電極觸發(fā)并恢復(fù)其響應(yīng)。它通常是一個(gè)高電位電極。鋰鈷酸鋰離子電池,鋰錳酸鋰電極。
負(fù)極:活性材料(石墨、MCMB、CMS)、粘合劑、溶劑、基質(zhì)。
當(dāng)電池放電時(shí),將電子傳輸?shù)酵獠侩娐返碾姌O將與氧化反應(yīng)。鋰離子電池中的石墨電極一般為低電位電極。
差距
在電池的南北兩極之間設(shè)置屏障,作為屏蔽電極的裝置,以防止南北兩極的活性物質(zhì)直接接觸,在電池內(nèi)部形成短路。但是這個(gè)屏障仍然要允許帶電離子通過形成通道。
疏遠(yuǎn)要求:
1.高離子透過率
2.適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度
3.它是絕緣體
4.與電解液和電極無反應(yīng)
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