锂电池原理, 锂电池原理
锂电池的正极材料为LiMn2O4,负极材料为石墨。充电时,正极中的Li和电解液中的Li加到负极上聚集得到电子,电子被还原成Li,嵌入负极的碳材料中。嵌入负极碳材料中的Li在放电过程中失去电子并进入电解液。
电解液中的Li向正极移动,放电过程通过化学反应实现。
锂电池的结构
锂电池的结构由正极、负极、电解液、隔膜、外壳和电极引线五部分组成。锂电池的结构可以分为卷绕式和堆叠式两大类。液态锂电池具有卷绕结构,而锂聚合物同时具有卷绕结构。
正极材料:活性物质、导电剂、溶剂、粘合剂和基质。锂电池中,正极材料市场容量最大,附加值较高,约占锂电池成本的30%,毛利率低的15%,高的70%以上。目前,该材料已经批量应用于锂电池。
主要包括锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂钴镍锰氧化物和磷酸亚铁锂。
负极材料:活性物质(石墨、MCMB、CMS)、粘合剂、溶剂和基质。负极材料在锂电池成本中占比很低,主要包括碳负极材料和非碳负极材料。
锂电池的应用
目前,锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑、电动工具、电动汽车、路灯、备用电源、航空灯、家用电器等领域,可以说是最大的应用群体。该电池主要用于消费品、数码产品、电源产品、医疗保健和安全。
锂电池以其良好的性能、高环境适应性和绿色环保性而被广泛应用于商业领域。电池的良好性能体现在储能密度高,约为铅酸电池的6倍,而重量仅为铅酸电池的1/6,电池循环寿命可达6年以上。
锂电池的高环境适应性体现在它的功率承载能力高、耐低温能力强、自放电概率低,大大拓展了电池的应用范围和领域。其环保性体现在锂电池的生产和使用中,不含也不会产生任何有害的金属元素和物质。
如铅、汞和镉。
锂离子电池制造技术
锂离子电池的制造工艺比较复杂,这里只简单介绍一些关键工艺。根据极片装配方式的不同,通常有卷绕和叠片两种工艺路线。层压过程是将正电极和负电极切割成小片并与隔离膜层压以形成小的电池单元。
然后,平行堆叠小电池组电池以形成大电池组电池的制造过程。一般工艺流程:卷绕工序是将正负极片、隔离膜、正负极极耳、保护带、端接带等材料固定在设备上,设备退卷完成电芯制造。
锂离子电池常见的形状主要有圆柱形和方形。根据外壳材质的不同,还有金属外壳和软袋外壳。
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