鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:924次 | 2020年12月29日
有關(guān)鋰離子電池的簡(jiǎn)單介紹
鋰離子電池是一種充電電池,它重要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中,Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌:充電池時(shí),Li+從正極脫嵌,經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池,是現(xiàn)代高性能電池的代表。
鋰離子電池以碳素材料為負(fù)極,以含鋰的化合物作正極,沒(méi)有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱(chēng)。鋰離子電池的充放電過(guò)程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過(guò)程中,同時(shí)伴隨著與鋰離子等當(dāng)量電子的嵌入和脫嵌(習(xí)慣上正極用嵌入或脫嵌表示,而負(fù)極用插入或脫插表示)。在充放電過(guò)程中,鋰離子在正、負(fù)極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱(chēng)為搖椅電池。
當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。同樣,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí)(即我們使用電池的過(guò)程),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回正極。回正極的鋰離子越多,放電容量越高。
一般鋰離子電池充電電流設(shè)定在0.2C至1C之間,電流越大,充電越快,同時(shí)電池發(fā)熱也越大。而且,過(guò)大的電流充電,容量不夠滿,因?yàn)殡姵貎?nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)要時(shí)間。就跟倒啤酒相同,倒太快的話會(huì)出現(xiàn)泡沫,反而不滿。
對(duì)電池來(lái)說(shuō),正常使用就是放電的過(guò)程。
鋰離子電池放電要注意幾點(diǎn):
第一,放電電流不能過(guò)大,過(guò)大的電流導(dǎo)致電池內(nèi)部發(fā)熱,有可能會(huì)造成永久性的損害。在手機(jī)上,這個(gè)倒是沒(méi)有問(wèn)題的,可以不考慮。
第二,絕對(duì)不能過(guò)放電!鋰離子電池最怕過(guò)放電,一旦放電電壓低于2.7V,將可能導(dǎo)致電池報(bào)廢。好在手機(jī)電池內(nèi)部都已經(jīng)裝了保護(hù)電路,電壓還沒(méi)低到損壞電池的程度,保護(hù)電路就會(huì)起用途,停止放電。從圖上可以看出,電池放電電流越大,放電容量越小,電壓下降更快。
鋰離子電池結(jié)構(gòu)
正極:活性物質(zhì),導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體。
電池放電時(shí)從外電路獲得電子的電極,此時(shí)電極發(fā)生還原反應(yīng)。通常是電位高的電極。鋰離子電池中的鈷酸鋰、錳酸鋰電極等。
負(fù)極:活性物質(zhì)(石墨、MCMB、CMS),粘合劑、溶劑、基體。
電池放電時(shí)向外電路輸送電子的電極,此時(shí)電極發(fā)生氧化反應(yīng)。通常是電位低的電極,鋰離子電池中石墨電極。
隔膜
隔膜是放置于兩極之間,作為隔離電極的裝置,藉以防止兩極上的活性物質(zhì)直接接觸而造成電池內(nèi)部的短路。但隔膜仍需能讓帶電離子通過(guò),以形成通路。
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