钜大LARGE | 点击量:484次 | 2022年05月19日
锂电池包的基本结构和工作原理是什么
重要材料:正极、负极、电解液、隔膜
结构:圆形、方形;叠片、卷绕
形态:聚合物(软包装)、液态锂离子(钢壳)
正极
正极材料占锂离子电池成本30%--40%,直接影响锂离子电池包的能量密度和性能。
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
负极材料需由相关于锂电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,从而在嵌锂的过程中保持良好的尺寸和机械稳定性。
电解液
电解液在正负电极间起到运输电荷的用途,它影响着锂离子电池包的能量密度、功率密度、宽温应用、循环寿命、安全性能等因素。
隔膜
隔膜的孔径需满足良好的离子通过性,吸液保湿能力强,保持离子导电性;同时具有电子绝缘性,以实现正负极之间绝缘的机械隔离,此外应有足够的穿刺强度、拉伸强度等力学性能及耐腐蚀性和足够的电化学稳定性。
目前较为常用的锂离子电池包材料有钴酸锂、镍酸锂以及锰酸锂。用得最多的材料是钴酸锂,循环性能好,制造也方便,缺点是钴化合物价格较贵。
锂离子电池包工作原理:
锂离子电池是一种二次电池(充电电池),重要依靠锂离子在正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
在电场的驱动下锂离子从正极晶格中脱出,经过电解质,嵌入到负极晶格中。
充电开始时,应先检测待充电电池的电压,假如电压低于3V,要先进行预充电,充电电流为设定电流的1/10,一般选0.05C左右。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。
2、放电过程
过程正好相反锂离子返回正极,电子通过用电器由外电路到达正极与锂离子复合。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。
上一篇:影响锂电池循环寿命的原因有什么?
下一篇:锂电池正负极材料有什么?