鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1099次 | 2022年06月01日
鋰電池工作原理以及鋰電池的激活方法
鋰離子電池工作原理
鋰離子電池在結(jié)構(gòu)上重要有五大塊:正極、負(fù)極、電解液、隔膜、外殼與電極引線。鋰離子電池是一種二次電池,它重要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中,Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時(shí),Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。
鋰離子電池的充放電過程就是Li+在正負(fù)極材料的嵌入和脫嵌并伴隨著能量的吸收和釋放的過程。給鋰離子電池充電:Li+從正極材料中脫嵌,經(jīng)電解液到達(dá)負(fù)極,吸收電子后嵌入負(fù)極材料中形成能量較高嵌入化合物。
1、充電時(shí)
在電場的驅(qū)動(dòng)下鋰離子從正極晶格中脫出,經(jīng)過電解質(zhì),嵌入到負(fù)極晶格中。充電開始時(shí),應(yīng)先檢測待充電電池的電壓,假如電壓低于3V,要先進(jìn)行預(yù)充電,充電電流為設(shè)定電流的1/10,一般選0.05C左右。一般鋰離子電池充電電流設(shè)定在0.2C至1C之間,電流越大,充電越快,同時(shí)電池發(fā)熱也越大。而且,過大的電流充電,容量不夠滿,因?yàn)殡姵貎?nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)要時(shí)間。就跟倒啤酒相同,倒太快的話會(huì)出現(xiàn)泡沫,反而不滿。
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%
2、放電時(shí)
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(dá)正極與鋰離子復(fù)合。鋰離子電池放電電流越大,放電容量越小,電壓下降更快。
鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中,同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌(習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示,而負(fù)極用插入或脫插表示)。在充放電過程中,鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱為搖椅電池。
關(guān)于鋰離子電池的激活問題,眾多的說法是:充電時(shí)間一定要超過12小時(shí),反復(fù)做三次,以便激活電池。這種前三次充電要充12小時(shí)以上的說法,明顯是從鎳電池(如鎳鎘和鎳氫)延續(xù)下來的說法。所以這種說法,可以說一開始就是誤傳。鋰離子電池和鎳電池的充放電特性有非常大的差別,而且可以非常明確的告訴大家,我所查閱過的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過充和過放電會(huì)對鋰離子電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電,特別是不要進(jìn)行超過12個(gè)小時(shí)的超長充電。通常,使用說明書上介紹的充電方法,就是標(biāo)準(zhǔn)的充電方法。
同時(shí),長充電要很長的時(shí)間,往往要在夜間進(jìn)行,而以我國電網(wǎng)的情況看,許多地方夜間的電壓都比較高,而且波動(dòng)較大。前面已經(jīng)說過,鋰離子電池是很嬌貴的,它比鎳電在充放電方面耐波動(dòng)的能力差得多,于是這又帶來附加的危險(xiǎn)。
此外,不可忽視的另外一個(gè)方面就是鋰離子電池同樣也不適合過放電,過放電對鋰離子電池同樣也很不利。