锂电池工作原理与机械性能介绍
来源：宝鄂实业
2019-10-19 21:00
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锂电池工作原理
在放电过程中，锂离子从负极移动到正极，充电时从正极移动到负极。锂离子电池的三大功能部件是阳极、阴极和电解液。每个组件可以使用不同的材料。阴极材料通常是以下三种：层状氧化物（如钴酸锂）、聚阴离子基材料（如磷酸铝锂）、尖晶石（如锰）。
圆柱形和棱柱形锂离子电池使用分离的多孔聚合物膜，通常是聚乙烯（PE）膜。膜位于电极之间。组装完成后，应回填电解液。
聚乙烯、聚丙烯（pp）或pp/pe隔离器用于锂聚合物电池。一些锂聚合物电池使用含有聚合物凝胶的电解液将其覆盖在电极表面。在封装之前，结构可以层压。
锂聚合物电池可以像卡片一样卷起或堆叠。锂聚合物电池可以非常薄，至少半毫米左右。然而，这种极端的包装可能会浪费很多空间，因此电池厚度一般在2毫米到6.5毫米之间。
电池的机械性能
人们可能误解锂聚合物电池及其柔性包装。这种柔性包装常常误导人们的理解，因为锂聚合物电池在装载到设备中时应该是扁平的，并且当安装在电池系统中时，它甚至不能弯曲。
弯曲锂聚合物电池会使正极和负极材料相互靠近，可能导致意外的电镀和短路，从而减少电池的循环次数，产生潜在的安全风险。聚合物电池上的软包装比金属罐更容易穿透和扩张。
与圆柱形电池相比，锂聚合物电池具有更低的体积能量密度，因为圆柱形电池具有特别强的形状并且不会变形，因此可以使用非常高的电极密度。选择材料也更容易，因为圆柱形电池产生的少量气体对性能或形状没有影响。
锂聚合物电池并非如此。然而，这种能量密度的缺点可以通过包装密度的优点来弥补。除了电池之间的空间损失外，圆柱形电池的尺寸是固定的，其中大多数直径为18毫米，因此在实际使用中无法利用所有可用的空间。
电池的电气特性
电池的电压不取决于封装，而是取决于内部的有源材料。从最高电压到最低电压排列，这些材料包括锰尖晶石、氧化钴（CO）、镍锰钴（NMC）和磷酸铁。包括锂聚合物电池在内的绝大部分锂离子电池使用的有源材料是氧化钴、镍锰钴或两者的混合物，因此电压范围应该是相同的，从最低的3V到最高的4.2V。
锂聚合物和棱形电池的充电次数都要比圆柱形电池多，因为它们的约束不是很严格，允许电极在循环充电期间更自由地膨胀和收缩。就拿具有1C充电/放电循环寿命的2.7安时圆柱形电池为例，在经过500次充放电后仍具有初始容量的90%。即将推出的最新电池设计在500次充放电后仍可以达到初始容量的95%，循环次数甚至可以超过1000次。
