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锂离子电池的工作原理是什么?它的组成结构是什么?

来源:宝鄂实业    2019-12-17 15:03    点击量:

锂离子电池工作原理
 


锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌。在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为摇椅电池。当对电池进行充电时,锂电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子电池就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
 


锂离子电池组成结构有哪些?
 


锂离子电池构成主要有正极、负极、非水电解质和隔膜四部分组成。其中,正极、负极包含活性电极物质、导电剂、粘结剂等,均匀涂布于铜箔和铝箔集流体上。



1.正极活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料,电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂或者三元+少量锰酸锂,纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。



2.隔膜一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过。
 


3.负极活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳,导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。
 


4.有机电解液溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液。
 


5.电池外壳分为钢壳、铝壳、镀镍铁壳)、铝塑膜等,还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端。