锂电池包基本结构、工作原理和组装过程分析

锂电池即锂金属电池，一般是指使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。随着科学技术的高速发展，锂电池包逐渐成为主流。本文小编就来和大家谈谈锂电池包结构、工作原理和组装过程，很棒的干货哦!

锂电池包的基本结构解析：

主要材料：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%，直接影响锂电池包的能量密度和性能。

负极

负极材料需由相对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作用，它影响着锂电池包的能量密度、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。

锂电池包工作原理：

锂电池是一种二次电池(充电电池)，主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，如果电压低于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。

电池放电电流越大，放电容量越小，电压下降更快。

锂电池包组装过程：

工具/原料：正极材料、负极材料、隔膜纸

步骤/方法

制浆：

用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。

涂膜：

将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片。

装配：

按正极片--隔膜--负极片--隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。

化成：

用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，待出厂。