锂离子电池工作原理,锂离子电池结构应用

来源：维多利亚3308  日期：2019-04-18 09:26  浏览量：次

　　锂离子电池工作原理，锂离子电池结构应用。我们最常用的手机、笔记本电脑、移动电源，还有很多数码产品用的都是用的锂离子电池。锂电池广泛地应用在我们的生活中，使得我们的生活变得更加方便。

　　锂离子电池工作原理

　　锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。

　　充电正极上发生的反应为

　　LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(电子)

　　充电负极上发生的反应为

　　6C+XLi++Xe-=LixC6

　　充电电池总反应：LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6

　　锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

　　锂离子电池的结构组成

　　锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜以及外部连接、包装部件构成。其中，正极、负极包含活性电极物质、导电剂、粘结剂等，均匀涂布于铜箔和铝箔集流体上。钢壳/铝壳/圆柱/软包装系列：

　　1.正极—活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂，镍钴锰酸锂材料，电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂（俗称三元）或者三元+少量锰酸锂，纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。导电极流体使用厚度10--20微米的电解铝箔。

　　2.隔膜一种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。

　　3.负极—活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。

　　4.有机电解液—溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，聚合物的则使用凝胶状电解液。

　　5.锂电池外壳—分为钢壳（方型很少使用）、铝壳、镀镍铁壳（圆柱电池使用）、铝塑膜（软包装）等，还有电池的盖帽，也是锂电池的正负极引出端。

　　锂离子电池的应用

　　锂电池上游是锂电池材料所需的矿产资源，中游为锂电池生产厂商，包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜、导电剂和粘合剂的生产等，下游主要是锂电配套应用领域，目前已广泛用于消费类电子产品、电动汽车、工业储能。

　　锂电池以其优越的性能和成熟的技术成为未来十年电动车用电池首选。目前，消费类电子产品占锂电池需求的58%，锂电池在消费类电子产品方面的应用主要包括：手机、个人电脑、平板电脑、数码相机、移动电源、电子烟等。

　　近年来，随着智能手机不断的更新换代以及售价的降低，全球手机的比重不断攀升，从而增加了锂电池的需求量。锂离子电池在工业储能中的应用包括一般UPS储能电源、电动工具、工业机械、移动基站电源、风光发电配套。虽然目前铅酸蓄电池多用于储能设备，但随着锂电池技术的不断成熟，锂电池将慢慢取代铅酸蓄电池。

　　锂离子电池的优势

　　●锂电池能量密度大，平均输出电压高。自放电小，每月在10%以下。没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃～60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%，而且输出功率大。使用寿命长。没有环境污染，被称为绿色锂电池。

　　●锂离子电池以1C倍率进行充、放电，其循环寿命大于等于500次，第500次时的电容量，大于标称铜梁70%。而铅酸电池即使以0.5放电，以0.15C以充电，其循环寿命小于等于350次，电容量小于等于60%。

　　●锂离子电池可在-25度时正常工作，其电容量可达标称容量的70%，而铅酸电池在-10度时的电容量的50%，在-25度时能正常工作。

　　●荷电保持能力强：将充满电的锂离子电池组，放置两个月后，其电容量大于等于80%，而铅酸电池放置两个月，仅为标称容量的40%-50%。

　　●续行能力强，由于锂离子电池组的重量仅为铅酸电池的30%，因此在相同的电压，电容量下，锂离子电池的续行能力强。

　　●比能量高：由于锂离子电池的体积仅为铅酸电池的30%，因此当使用相同的空间时锂离子电池的能量储备比铅酸电池大。

　　以上就是锂离子电池的工作原理、应用及优势分析。总的来说锂离子电池能量密度大，平均输出电压高。自放电小，好的电池，每月在2%以下，没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃～60℃。循环性能优越、可快速充放电。