鉅大LARGE | 點擊量:874次 | 2021年03月23日
鋰離子電池的結構原理是怎么樣的?
鋰離子電池的結構原理
假如見過鋰離子電池電芯的話一定了解,它的外觀跟我們常用的5號電池差不多,只是尺寸稍微大一點。我們從外部就能看到電池的正極和負極,以及整個電池的外殼。而電池內部的結構和工作原理又是怎么樣的呢?
電池內部重要由正極、負極、電解液和隔膜4部分組成,這些材料被封裝在一個圓柱形的鋼瓶內。由于正極材料上有很多微型的孔洞,所以可以儲存大量電子。在放電過程中,這些電子通過外電路,移動到正極材料上。當電池接通外部用電器之后,會形成從正極到用電器再到負極的回路。這就是電池的基本工作原理。
▲被封裝好的電芯(圓柱形)
在傳統的鉛酸電池領域,電解液采用的是成本極低的稀硫酸。這也是為何我們有時在更換汽車電瓶時,一個新電瓶在首次使用的時候要往里面加注一次液體,這個液體就是電解液。由于稀硫酸的重要成分是水,水在酸性粒子的用途下會出現導電性,所以可以在電池內部行成電流回路。但由于水的導電性差,傳統鉛酸電池的電壓只有不到2伏,而我們使用的鋰離子電池,單個電芯的電壓可以達到3-4伏,所以要用鋰鹽來替代傳統的水基電解液。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
隔膜的用途是用來阻斷電子,讓電子沿著外電路路徑流動,但離子可以通過隔膜,這樣既能行成回路,又不會讓正負極短路。
■鋰離子電池的充放電原理
鋰離子電池之所以能夠充放電,其本質是在充電時把電能轉化為化學能,在放電時把化學能轉換成電能的過程。簡單說就是,充電時鋰離子從正極材料通過電解質嵌入到負極材料中;放電時鋰離子從負極材料經過電解質嵌入到正極材料中,而電子則通過外電路,形成電流。關于鋰離子電池而言,正極材料的性能至關重要,它必須具備良好的導電性能、與電解質有良好的相容性以及出色的穩定性。