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液態鋰離子電池的工作原理介紹

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年09月16日  

(1)電極由它的極性又分為正極材料和負極材料。最常見的負極材料為石墨;正極材料種類則比較多。


(2)電解液可以分為兩類:一類是酸、堿、鹽的水溶液;另一類是有機電解質溶液。電解液是正負電極傳遞鋰離子的載體,因此它決定了電池的容量、循環效率、倍率、高低溫放電、高溫貯存、壽命和安全性等性能[23,24]。有機電解液一般有以下物質組成:溶劑、電解質鋰鹽和添加劑。常用的有機溶劑有碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯,不同的溶劑對電池的各項性能影響很大。如介電常數大的溶劑能降低鋰離子之間的引力,充分自由化鋰離子;溶劑閃點決定了鋰離子的最高工作溫度[25,26]。鋰離子鹽是供應鋰離子的物質,它重要有無機鹽和有機鹽兩個系列。添加劑是能顯著改善鋰離子性能的一種物質。如成膜添加劑能阻止溶劑對電極的破壞,提高電極的嵌鋰和脫鋰的容量和循環壽命。除此之外還有防過充添加劑、導電率添加劑、阻燃添加劑等。


(3)隔離層是一層有機物薄膜,膜中有豐富的曲折貫通的微孔。這種微孔可以阻止粒徑較大的電解液通過,但粒徑較小的鋰離子可以自由通過,形成電池內部的通電回路。因此隔離層將正負電極分成兩個部分,可以防止電池內部發生短路,起到了隔離用途。


(4)容器為電池的包裝金屬外殼,它重要起到了保持電池的外形和保護內部電芯的用途,一般電池的外殼與電芯的正負極相連。


工作原理


鋰離子電池的充放電過程就是Li+在正負極材料的嵌入和脫嵌并伴隨著能量的吸收和釋放的過程。給鋰離子電池充電:Li+從正極材料中脫嵌,經電解液到達負極,吸收電子后嵌入負極材料中形成能量較高嵌入化合物。鋰離子電池放電:


Li+從負極材料中脫嵌并釋放電子,Li+經電解液達到正極,吸收電子后嵌入正極材料形成較為穩定的嵌入化合物。


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