钜大LARGE | 点击量：352次 | 2023年06月14日
简介锂离子电池组的基本结构和原理
锂离子电池重要材料构成：正极材料、负极材料、电解液、隔膜（隔离材料）
电池简易结构
正极
从电池重量构成上来看，正极材料占有较大比例（一般在70%~80%）,因为正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。正极材料占锂离子电池成本30%~40%，也直接影响锂离子电池组的能量密度和性能。
负极
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
负极材料是由相有关正极电势更低的材料构成，并具有高比容量和较好的充放电可逆性，从而在嵌锂离子的过程中保持良好的尺寸和机械稳定性（不发生严重变形）。负极材料重要影响锂离子电池的效率、循环性能等，负极材料的性能也直接影响锂离子电池的性能，负极材料占锂离子电池总成本10~20%左右。负极材料种类上，包括碳系负极、非碳性负极。
电解液
电解液在正极与负极之间起到运输电荷的用途（类似与无线电中的载波），具有较高的离子电导率，一般应达到1x10-3~2x10-2S/cm。它影响着锂离子电池组的能量密度、宽温应用、循环寿命、功率密度、安全性能等因素。
隔膜
隔膜有一定的孔径和孔隙率，保证低的电阻和高的离子电导率，对锂有很好的透过性，对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力，保持离子导电性，同时具有电子绝缘性，保证正负极的机械隔离，此外应有足够的穿刺强度、拉伸强度等力学性能及耐电解液腐蚀性和足够的电化学稳定性。动力锂离子电池对隔膜的要求更高，通常采用复合膜。
锂离子电池工作原理：
锂离子电池是一种充电电池，重要依靠锂在正极与负极之间的往返嵌入和脱嵌来工作，实现能量的存储和释放。
1、充电过程
在电场的驱动下锂从正极晶格中脱出，经过电解质，嵌入到负极晶格中。
电压低于3V，要先进行预充电，充电电流为设定电流的1/10，电压升到3V后，进入标准充电过程。标准充电过程为：以设定电流进行恒流充电，电池电压升到4.20V时，改为恒压充电，保持充电电压为4.20V。此时，充电电流逐渐下降，当电流下降至设定充电电流的1/10时，充电结束。这是一般的锂离子电池充电的一个过程，假如锂离子电池存在于智能设备中，它的充电模式将会受到智能设备软件的控制。
2、放电过程
放电过程正好与充电过程相反，锂在电场用途下返回正极，电子通过外电路到达正极与锂复合。电池放电，此时负极上的电子e从通过外部电路跑到正极上，正锂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。
通过了解锂离子电池的充放电过程，我们可以从微观上理解，电池的容量其实就是电池所包含电荷的量。电流越大，放电速度越快，电池使用的时间就越短。
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