鉅大LARGE | 點擊量:493次 | 2022年05月19日
鋰電池包的基本結構和工作原理是什么
重要材料:正極、負極、電解液、隔膜
結構:圓形、方形;疊片、卷繞
形態(tài):聚合物(軟包裝)、液態(tài)鋰離子(鋼殼)
正極
正極材料占鋰離子電池成本30%--40%,直接影響鋰離子電池包的能量密度和性能。
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%
負極
負極材料需由相關于鋰電極電勢更低的材料構成,并具有高比容量和較好的充放電可逆性,從而在嵌鋰的過程中保持良好的尺寸和機械穩(wěn)定性。
電解液
電解液在正負電極間起到運輸電荷的用途,它影響著鋰離子電池包的能量密度、功率密度、寬溫應用、循環(huán)壽命、安全性能等因素。
隔膜
隔膜的孔徑需滿足良好的離子通過性,吸液保濕能力強,保持離子導電性;同時具有電子絕緣性,以實現(xiàn)正負極之間絕緣的機械隔離,此外應有足夠的穿刺強度、拉伸強度等力學性能及耐腐蝕性和足夠的電化學穩(wěn)定性。
目前較為常用的鋰離子電池包材料有鈷酸鋰、鎳酸鋰以及錳酸鋰。用得最多的材料是鈷酸鋰,循環(huán)性能好,制造也方便,缺點是鈷化合物價格較貴。
鋰離子電池包工作原理:
鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),重要依靠鋰離子在正負極之間的往返嵌入和脫嵌來工作,實現(xiàn)能量的存儲和釋放。
1、充電過程
在電場的驅動下鋰離子從正極晶格中脫出,經過電解質,嵌入到負極晶格中。
充電開始時,應先檢測待充電電池的電壓,假如電壓低于3V,要先進行預充電,充電電流為設定電流的1/10,一般選0.05C左右。電壓升到3V后,進入標準充電過程。標準充電過程為:以設定電流進行恒流充電,電池電壓升到4.20V時,改為恒壓充電,保持充電電壓為4.20V。此時,充電電流逐漸下降,當電流下降至設定充電電流的1/10時,充電結束。
2、放電過程
過程正好相反鋰離子返回正極,電子通過用電器由外電路到達正極與鋰離子復合。電池放電,此時負極上的電子e從通過外部電路跑到正極上,正鋰離子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。
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