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锂离子电池简介

时间:06-13 来源:中国IC网 点击:
  锂离子电池的主要构成

(1)电池盖

(2)正极----活性物质为氧化钴锂

(3)隔膜----一种特殊的复合膜

(4)负极----活性物质为碳

(5)有机电解液

(6)电池壳

锂离子电池的优越性能

我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池(Ni/Cd)和镍氢电池(Ni/MH)来讲的。那么,锂离子电池究竟好在哪里呢?

(1)工作电压高

(2)比能量大

(3)循环寿命长

(4)自放电率低

(5)无记忆效应

(6)无污染

以下是镍镉、镍氢、锂离子电池性能的对比

技术参数镍镉电池镍氢电池锂离子电池

工作电压(V)1.21.23.6

重量比能量(Wh/Kg)5065105-140

体积比能量(Wh/l)150200300

充放电寿命(次)5005001000

自放电率(%/月)25-3030-356-9

有无记忆效应有有无

有无污染有无无

(注:充电速率均为1C)

锂离子电池的工作原理

大家都已知道,锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极是碳。

锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时,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,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。

同样道理,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

不难看出,在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。所以,专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。

锂离子电池的组装过程

锂离子电池的工艺技术非常严格、复杂,这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。

(1)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。

(2)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。

(3)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。

(4)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。

锂离子电池的安全特性

锂离子电池已非常广泛的应用于人们的日常生活中,所以它的安全性能绝对应该是锂离子电池的第一项考核指标。对于锂离子电池安全性能的考核指标,国际上规定了非常严格的标准,一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件。

(1)短路:不起火,不爆炸

(2)过充电:不起火,不爆炸

(3)热箱试验:不起火,不爆炸(150℃恒温10min)

(4)针剌:不爆炸(用Ф3mm钉穿透电池)

(5)平板冲击:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高处砸向电池)

(6)焚烧:不爆炸(煤气火焰烧烤电池)

锂离子电池安全特性是如何实现的

为了确保锂离子电池安全可靠的使用,专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计,以达到电池安全考核指标。

(1)隔膜135℃自动关断保护

采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下,复合膜两侧的PE膜孔闭合,电池内阻增大,电池内部升温减缓,电池升温达到135℃时,PP膜孔闭合,电池内部断路,电池不再升温,确保电池安全可靠。

(2)向电液中加入添加剂

在电池过充,电池电压高于4.2v的条件下,电液添加剂与电液中其他物质聚合,电池内阻大副增加,电池内部形成大面积断路,电池不再升温。

(3)电池盖复合结构

电池盖采用刻痕防爆结构,电池升温时,电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀,电池内压加大,压力达到一定程度刻痕破裂、放气。

(4)各种环境滥用试验

进行各项滥用试验,如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等,考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验,考察电池在实际使用环境下的性能情况。

锂离子电池是一种新型绿色环保电池

"爱护环境,保护地球"是我们每一个人义不容辞的责任。如何把我们的环境理念在行动上反应出来呢?

作为电池消费者,应该购买、使用新型绿色环保电池;作为电池制造商,应该生产新型绿色环保电池。只有经过大家的共同努力,才能创建、保护我们美丽和谐的自然环境。

新型绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制开发的一

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