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锂电池厂家讲解锂电池工作原理、结构及应用是什么!
锂电池厂家讲解锂电池工作原理、结构及应用是什么!
  • 发布时间:2020-03-12 17:20

锂电池厂家讲解锂电池工作原理、结构及应用是什么!

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锂电池厂家解析锂电池工作原理、结构及应用。锂电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂电池具有能量密度高、占地小、长循环寿命等铅酸电池不具备的优势被广泛应用于生活之中。锂电池在现代生活中扮演的角色越来越重要,本文为大家解答锂电池的工作原理、结构及应用。
 
锂电池工作原理
锂电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电池时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池,是现代高性能电池的代表。
 
锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。锂电池放电时电子和Li+都是同时行动的,方向相同但路径不同,电子从负极通过外部电路跑到正极;锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。
 
在锂电池的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。所以,专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。
 
 
锂电池的结构组成
锂电池在结构上主要有五大块:正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线。锂电池的结构主要分卷绕式和层叠式两大类。液态锂电池采用卷绕结构,聚合物锂电池则两种都有。
 
正极材料:活性物质,导电剂、溶剂、粘合剂、基体。正极材料在锂电池中市场容量最大、附加值较高,大约占锂电池成本30%,毛利率低则15%,高则70%以上。目前已批量应用于锂电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钴镍锰酸锂以及磷酸铁锂。
 
负极材料:活性物质(石墨、MCMB、CMS),粘合剂、溶剂、基体。负极材料占锂电成本比例较低,主要有碳负极材料和非碳负极材料。
 
隔膜:隔膜是放置于两极之间,作为隔离电极的装置,藉以避免两极上的活性物质直接接触而造成锂电池内部的短路。但隔膜仍需能让带电离子通过,以形成通路。主要的锂电池隔膜材料产品有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、双层PP/PE、双层PP/PP和三层PP/PE/PP等。
 
电解液:外壳五金件(钢壳、铝壳、盖板、极耳、绝缘片、绝缘胶带)电解液较好的是LiPF6,但价格昂贵;别的有LiAsF6,但有很大的毒性;LiClQ,具有强氧化性;有机溶剂有DEC,DMC,DME等。
 
电池外壳:分为钢壳(方型很少使用)、铝壳、镀镍铁壳(圆柱电池使用)、铝塑膜(软包装)等,还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端。
 
锂电池的应用范围
从中国锂电池应用市场的发展来看,锂电池将更多更好多地替换镍镉、镍氢电池或与之共舞;在IT领域,笔记本电脑快速增长,手机年均替换率不小于15%;数码产品的销量稳定增长将带动锂电池出货量增加。在这些便携式锂电池应用之外,电动工具、备用电源及车用电源显示出未来锂电池应用的广阔前景。而且,锂电池也开始投入军工领域。
 
现在,锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上,可以说是最大的应用群体。锂电池应用领域电池主要应用在消费类产品、数码类产品、动力产品、医疗和安防等。
 
锂电池得到广阔的商业应用,源自电池性能好、环境适应性高和绿色环保等因素,其中电池性能好体现在高储能密度,约为铅酸电池的6倍,而其重量却只为铅酸电池的6分之一,且电池循环寿命可达6年以上。
 
锂电池其环境适应性高体现在高功率承受力、耐低温适应强和自放电概率低,这就极大的延展电池使用范围和使用领域;其绿色环保则体现在锂电池生产、使用报废过程中,不含有也不产生任何铅、汞、镉等有害金属元素和物质。
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