鉅大LARGE | 點擊量:1783次 | 2021年02月05日
簡述鋰離子電池的結構組成與工作原理
鋰離子電池的結構組成
鋰離子電池由正極鋰化合物、中間的電解質膜及負極碳組成。
當電池充電時,鋰離子從正極中脫嵌,在負極中嵌入,放電時反之。一般采用嵌鋰過渡金屬氧化物做正極,如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。
做為負極的材料則選擇電位盡可能接近鋰電位的可嵌入鋰化合物,如各種碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纖維、中間相小球碳素等和金屬氧化物,包括SnO、SnO2、錫復合氧化物SnBxPyOz等。
電解質采用LiPF6的乙烯碳酸脂、丙烯碳酸脂和低粘度二乙基碳酸脂等烷基碳酸脂搭配的高分子材料。
隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它們復合膜,采用PP/PE/PP三層隔膜優點是熔點較低,具有較高的抗穿刺強度,起到了過熱保險用途。外殼采用鋼或鋁材料,具有防爆的功能。
鋰離子電池工作原理
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極之間移動來工作。在充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電池時,Li+從正極脫嵌,經過電解質嵌入負極,負極處于富鋰狀態;放電時則相反。一般采用含有鋰元素的材料作為電極的電池。是現代高性能電池的代表。
鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中,同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌。在充放電過程中,鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱為搖椅電池。