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锂离子电池结构?锂电池构造

作者:机械网
文章来源:本站

  锂离子电池在结构上重要有五大块:正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线。锂离子电池的结构重要分卷绕式和层叠式两大类。液态锂离子电池采用卷绕结构,聚合物锂离子电池则两种都有。

  正极材料:活性物质,导电剂、溶剂、粘合剂、基体。正极材料在锂离子电池中市场容量最大、附加值较高,大约占锂离子电池成本30%,毛利率低则15%,高则70%以上。目前已批量应用于锂离子电池的正极材料重要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钴镍锰酸锂以及磷酸铁锂。

  负极材料:活性物质(石墨、MCMB、CMS),粘合剂、溶剂、基体。负极材料占锂电成本比例较低,重要有碳负极材料和非碳负极材料。

  隔膜:隔膜是放置于两极之间,作为隔离电极的装置,藉以防止两极上的活性物质直接接触而造成锂离子电池内部的短路。但隔膜仍需能让带电离子通过,以形成通路。重要的锂离子电池隔膜材料产品有单层PP、单层PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、双层PP/PE、双层PP/PP和三层PP/PE/PP等。

  

锂离子电池结构?锂电池构造

  电解液:外壳五金件(钢壳、铝壳、盖板、极耳、绝缘片、绝缘胶带)电解液较好的是LiPF6,但价格昂贵;别的有LiAsF6,但有很大的毒性;LiClQ,具有强氧化性;有机溶剂有DEC,DMC,DME等。

  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,也是电池的正负极引出端。

  锂电池结构五大组成部分包括:正极、隔膜、负极、有机电解液、电池外壳。

  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: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。

  锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的,独特机理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”,俗称“锂电”。

  

锂离子电池结构?锂电池构造

  做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物,如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物,包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz(x=0.4~0.6,y=0.6~0.4,z=(2 +3x+5y)/2)等。

  ◎电解质采用LiPF6的乙烯碳酸脂(EC)、丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙基碳酸脂(DEC)等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系。

  ◎隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜,尤其是PP/PE/PP三层隔膜不仅熔点较低,而且具有较高的抗穿刺强度,起到了热保险作用。

  ◎外壳采用钢或铝材料,盖体组件具有防爆断电的功能。

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