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锂电池制造商锂电池的..

锂电池制造商锂电池的工作原理、结构和应用分析
2020-07-21

锂电池制造商锂电池的工作原理、结构和应用分析。锂电池是一种可充电电池,主要依靠锂离子在正负极之间移动。锂电池具有能量密度高、占地面积小、循环寿命长等优点,在生活中得到了广泛的应用。锂电池在现代生活中的作用越来越重要,本文介绍了锂电池的工作原理、结构和应用。


锂电池是如何工作的


锂电池是一种可充电电池,主要依靠锂离子在正负极之间移动。在充放电过程中,Li+插层脱嵌在两个电极之间:在充电电池中,Li+从正电极上被借记,通过电解液插入负极,负极处于富锂状态;在放电过程中,则相反。以锂为电极的材料是现代高性能电池的代表。


锂离子电池的工作原理是充放电原理。当锂电池放电时,电子和Li+同时作用,方向相同,但路径不同,电子通过外部电路由负向正极;锂离子Li+从负极“跳进”电解液流出,“游泳”到达正极并与运行了很长时间的在一起结合。


在锂电池的充放电过程中,锂离子处于从正极到负极再到正极的移动状态。如果我们把锂离子的电池比作摇椅,摇椅的两端就是电池的两极,锂离子就像一个优秀的运动员在摇椅的两端来回奔跑。所以专家给电池起了个可爱的名字,摇椅电池。


锂电池的结构


锂电池的结构由五部分组成:正极、负极、电解液、隔膜、外壳和电极引线。锂电池的结构可分为缠绕型和堆积型两大类。液体锂电池具有缠绕结构,而聚合物锂电池同时具有缠绕结构。


阴极材料:活性材料、导电剂、溶剂、粘合剂、基体。在锂电池中,正材料市场容量最大,附加值较高,约占锂电池成本的30%,毛利率低水平15%,高水平70%以上。目前,材料已批量应用于锂电池,主要包括锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍镍锰氧化物、锂钴镍锰氧化物和磷酸铁锂。


负极材料:活性物质(石墨,MCMB,CMS)、粘合剂、溶剂和基体。负电极材料在锂电成本中所占比例较低,主要包括碳负极材料和非碳负极材料。


隔膜:隔膜作为隔离电极的装置放置在两极之间,藉以避免了两极活性物质直接接触导致锂电池内部短路。隔膜仍然需要能够让带电离子通过形成一条路径。主要的锂电池隔膜材料产品包括单层PP、PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、双PP/PP和三层PP/PE/PP。


电解液:外壳五金(钢壳、铝壳、盖板、耳、绝缘片、绝缘带)较好的电解液是LiPF6,但价格昂贵;其他有LiAsF6,但毒性大;LiClQ,具有强氧化性;有机溶剂包括DEC、DMC、DME等。


电池外壳:分为钢外壳(方形很少使用)、铝外壳、镀镍铁壳(用于圆柱形电池)、铝塑膜(软包装)等,以及电池盖,也是电池的正负引出端。


锂电池的适用范围


从中国锂电池应用市场的发展来看,越来越多的镍镉电池和镍氢电池将被锂电池取代;在IT领域,笔记本电脑发展迅速,手机年平均更换率不低于15%;数码产品销量的稳步增长将带动锂电池出货量的增长。除了这些便携式锂电池应用外,电动工具、备用电源和车载电源显示出锂电池应用的广阔前景。锂电池也开始进入军工领域。


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、动力产品、医疗和安全。


锂电池因其良好的性能、高的环境适应性和绿色的环保而被广泛应用于商业应用,电池的良好性能体现在其高储能密度上,约为铅酸蓄电池的6倍,而其重量仅为铅酸蓄电池的1/6,电池的循环寿命可达到6年以上。


锂电池的高环境适应性体现在其高功率承载能力、较强的耐低温性和较低的自放电概率,大大扩展了电池的应用范围和应用领域;其绿色环保体现在锂电池的生产和使用中,不含有或产生任何有害的金属元素和物质,如铅、汞、镉。



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