鉅大LARGE | 點擊量:765次 | 2019年04月15日
鋰離子電池工作原理及應用
鋰離子電池工作原理,鋰離子電池的應用。隨著手機、數碼產品、電動汽車的普及,鋰離子電池在人們生活當中扮演著越來越重要的角色。今天就就和小編一起來聊一聊鋰離子電池工作原理及其應用。
一項科技產品誕生往往會改變人們的生活,為人們的生活帶來極大的便利。可能很多人都還記得,以前用過的手電筒里面的電池,那是用一根石墨棒外面包裹著碳來發電的。這種電池重量大而且還不能循環使用,處理的時候還不能扔進垃圾箱,因為它會破壞土地的生長能力。就被慢慢的淘汰了,取而代之的就是鋰電池。
鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數鋰離子電池使用的正極材料。
鋰離子電池工作原理
鋰離子電池放電是靠化學的氧化還原反應。放電時,也就是我們在使用電池消耗電量的時候,它的正極會嵌入鋰離子,負極鋰離子落嵌。充電的時候正好相反。他這種離子的得失會形成一定的電壓,使得電池產生電量。
1、電池充電時,Li從磷酸鐵鋰晶體內面遷移到晶體表面,在電場力的作用下,進入電解液,穿過隔膜,再經電解液遷移到石墨晶體的表面,然后嵌入石墨晶格中。與此同時,電子經導電體流向正極的鋁箔集電極,經極耳、電池極柱、外電路、負極極柱、負極耳流向負極的銅箔集流體,再經導電體流到石墨負極,使負極的電荷達至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后,磷酸鐵鋰轉化成磷酸鐵。
一般鋰電池充電電流設定在0.2C至1C之間,電流越大,充電越快,同時電池發熱也越大。而且,過大的電流充電,容量不夠滿,因為電池內部的電化學反應需要時間。就跟倒啤酒一樣,倒太快的話會產生泡沫,反而不滿。
2、電池放電時,Li從石墨晶體中脫嵌出來,進入電解液,穿過隔膜,再經電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面,然后重新經010面嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內。與此同時,電池經導電體流向負極的銅箔集電極,經極耳、電池負極柱、外電路、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔集流體,再經導電體流到磷酸鐵鋰正極,使正極的電荷達至平衡。
鋰離子電池的應用
一、交通動力電源領域主要包括:電動自行車、電動摩托車、電動汽車(電動大巴/中巴車、電動特種車
二、電力儲能電源領域主要包括:大型太陽能/風能電力儲能系統、電網調峰電源、電力專用不間斷電源系統、一體化電源系統、光伏離網并網儲能電站系統
三、移動通信電源領域主要包括:一體化鋰電池電源、戶外一體化基站鋰電池電源、邊際網基站鋰電池電源、非物理站點鋰電池備電、FTTX的多種鋰電池備電、通信機樓336VHVDC數據中心備電、可再生能源基站電源、IDC機樓的鐵鋰電池儲能電站
四、新能源儲能動力電源:太陽能路燈、草坪燈、礦燈、應急燈、庭院燈、高桿燈、起動電源、電動工具、電動玩具、電動割草機,電動捕魚器等、電動模型、航模、電動機器人
五、航天特種電源:大型艦船類動力電源、特種飛行器所用動力電源、航天載具動力電源系統、特種裝甲,民用大型挖掘器械所用動力電源
鋰離子電池的安全隱患
一般來說,鋰離子電池出現安全問題表現為燃燒甚至爆炸,出現這些問題的根源在于電池內部的熱失控,除此之外,一些外部因素,如過充、火源、擠壓、穿刺、短路等問題也會導致安全性問題。鋰離子電池在充放電過程中會發熱,如果產生的熱量超過了電池熱量的耗散能力,鋰離子電池就會過熱,電池材料就會發生SEI膜的分解、電解液分解、正極分解、負極與電解液的反應和負極與粘合劑的反應等破壞性的副反應。
作為充電的鋰離子電池,鋰電池輸出電壓穩定、輸出電壓高、性能穩定、容量大、使用壽命長、工作溫度范圍廣、安全性好以及環保無污染,因此在未來鋰電池發展道路上具有很大的上升空間,但還需不斷研究以求達到改善其自身缺陷的目的。
鋰離子電池被廣泛地應用在我們的生活中,使得我們的生活變得更加方便。
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