电池基本知识 锂离子电池基础知识大汇萃

最新更新时间:2013-05-26来源: 与非网关键字:电池  锂离子电池 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
锂离子电池名称简介

现已广泛被大家使用的锂离子电池是由锂电池发展而来的。所以在认识锂离子电池之前,我们先来介绍一下锂电池。

举例来讲,以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电池的负极材料是锂金属,正极材料是碳材。按照大家习惯上的命名规律,我们称这种电池为锂电池。

锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极材料是碳材。电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程,为了区别于传统意义上的锂电池,所以人们称之为锂离子电池。

锂离子电池的广泛用途

发展高科技的目的是为了使其更好的服务于人类。锂离子电池自1990年问世以来,因其卓越的性能得到了迅猛的发展,并广泛地应用于社会。锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域,象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等,且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。应用表明,锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。

锂离子电池的主要构成

(1)电池盖

(2)正极----活性物质为氧化钴锂

(3)隔膜----一种特殊的复合膜

(4)负极----活性物质为碳

(5)有机电解液

(6)电池壳

锂离子电池的优越性能

我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池(Ni/Cd)和镍氢电池(Ni/MH)来讲的。那么,锂离子电池究竟好在哪里呢?

(1)工作电压高

(2)比能量大

(3)循环寿命长

(4)自放电率低

(5)无记忆效应

(6)无污染

以下是镍镉、镍氢、锂离子电池性能的对比:

技术参数镍镉电池镍氢电池锂离子电池

工作电压(V)1.21.23.6

重量比能量(Wh/Kg)5065105-140

体积比能量(Wh/l)150200300

充放电寿命(次)5005001000

自放电率(%/月)25-3030-356-9

有无记忆效应有有无

有无污染有无无

(注:充电速率均为1C)

锂离子电池的工作原理

大家都已知道,锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极是碳。

锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。

同样道理,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。回到正极的锂离子越多,放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

不难看出,在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。所以,专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。

锂离子电池的组装过程

锂离子电池的工艺技术非常严格、复杂,这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。

(1)制浆

用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合,经高速搅拌均匀后,制成浆状的正负极物质。

(2)涂膜

将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正负极极片。

(3)装配

按正极片--隔膜--负极片--隔膜自上而下的顺序放好,经卷绕制成电池极芯,再经注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池的装配过程,制成成品电池。

(4)化成

用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试,对每一只电池都进行检测,筛选出合格的成品电池,待出厂。

锂离子电池的安全特性

锂离子电池已非常广泛的应用于人们的日常生活中,所以它的安全性能绝对应该是锂离子电池的第一项考核指标。对于锂离子电池安全性能的考核指标,国际上规定了非常严格的标准,一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件。

(1)短路:不起火,不爆炸

(2)过充电:不起火,不爆炸

(3)热箱试验:不起火,不爆炸(150℃恒温10min)

(4)针剌:不爆炸(用Ф3mm钉穿透电池)

(5)平板冲击:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高处砸向电池)

(6)焚烧:不爆炸(煤气火焰烧烤电池)

锂离子电池安全特性是如何实现的?

为了确保锂离子电池安全可靠的使用,专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计,以达到电池安全考核指标。

(1)隔膜135℃自动关断保护

采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下,复合膜两侧的PE膜孔闭合,电池内阻增大,电池内部升温减缓,电池升温达到135℃时,PP膜孔闭合,电池内部断路,电池不再升温,确保电池安全可靠。

(2)向电液中加入添加剂

在电池过充,电池电压高于4.2v的条件下,电液添加剂与电液中其他物质聚合,电池内阻大副增加,电池内部形成大面积断路,电池不再升温。

(3)电池盖复合结构

电池盖采用刻痕防爆结构,电池升温时,电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀,电池内压加大,压力达到一定程度刻痕破裂、放气。

(4)各种环境滥用试验

进行各项滥用试验,如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等,考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验,考察电池在实际使用环境下的性能情况。

锂离子电池是一种新型绿色环保电池

“爱护环境,保护地球”是我们每一个人义不容辞的责任。如何把我们的环境理念在行动上反应出来呢?

作为电池消费者,应该购买、使用新型绿色环保电池;作为电池制造商,应该生产新型绿色环保电池。只有经过大家的共同努力,才能创建、保护我们美丽和谐的自然环境。

新型绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制开发的一类高性能、无污染的电池。目前已经大量使用的锂离子电池、金属氢化物镍电池和正在推广使用的无汞碱性锌锰电池以及正在研制开发的锂或锂离子塑料电池、燃料电池、电化学贮能超级电容器都属于新型绿色环保电池的范畴。此外,目前已广泛应用的利用太阳能进行光电转换的太阳电池(又称光伏发电),也属于这一范畴。
关键字:电池  锂离子电池 编辑:探路者 引用地址:电池基本知识 锂离子电池基础知识大汇萃

上一篇:串联型稳压电源
下一篇:高可靠DC/DC变换器模块设计

推荐阅读最新更新时间:2023-10-17 15:43

Factorial Energy推出首款40Ah固态电池,可用于电动汽车
据外媒报道,固态电池技术公司 Factorial Energy推出其首款40Ah固态电池,可用于电动汽车和其他应用。 (图片来源:Factorial Energy) Factorial Electrolyte System Technology™ (FEST™) 是一种专有的固体电解质材料,旨在通过高压和高能量密度电极,实现安全可靠的电池性能。与传统锂离子技术相比,这种材料更加安全。用更安全、更稳定的固态电解质,来取代可燃液体电解质,可以抑制锂金属负极上形成锂枝晶。基于FEST的电池平台,在不影响电池组寿命的情况下,可将续航里程提高20-50%;同时,从能量密度、循环寿命和安全性等方面看,可以超越现行EV电池性能标准。
[嵌入式]
Factorial Energy推出首款40Ah固态<font color='red'>电池</font>,可用于电动汽车
美高校研发新型锂-空气电池 耐久性增强
美国得州大学奥斯汀分校(UT Austin)的研究人员近日发现,当锂-空气电池在碱性条件下,使用重新排序的Pd3Fe/C催化剂可以让其发生氧还原反应从而增强电池活性和耐久性。 相比无序Pd3Fe/C、Pd/C以及Pt/C催化剂,新型有序Pd3Fe/C催化剂活性和耐久性表现更好。 据《美国化学学会杂志》报道,新型Pd3Fe/C催化剂使锂-空气电池的循环性能超过880小时(220次循环),而其来回过电压(round-trip overpotential)仅增加了0.08 伏。 UT Austin的研究人员总结出,新型催化剂可以完美替代传统Pt/C催化剂,用作碱性电解质的空气阴极。在有序
[汽车电子]
美高校研发新型锂-空气<font color='red'>电池</font> 耐久性增强
橙群微电子NanoBeacon技术:无需软件编程,一颗电池可运行多年
上海橙群微电子(InPlay)有限公司推出了全球首款无需软件编程的低功耗蓝牙技术NanoBeacon。该技术将大大降低技术壁垒,任何开发者都可以轻松构建无线应用,而无需担心学习复杂的蓝牙协议栈,从而为下一代无线信标应用指明了新的方向。 NanoBeacon技术集成了最新的蓝牙5技术,同时支持传统的LE广播和扩展广播。它支持1Mbps的PHY以及500Kbps和125Kbps的编码PHY,为长距离蓝牙5无线应用提供了很大的助力。 开发者只需在NanoBeacon设备的一次性编程(OTP)存储器中配置预定义的ID和广播参数,只要设备一开机,它就会作为蓝牙信标运行,并以预设定的ID信息进行广播。 该技术还支持各种类型的
[嵌入式]
橙群微电子NanoBeacon技术:无需软件编程,一颗<font color='red'>电池</font>可运行多年
韩国电池制造商加快生产磷酸铁锂电池
据外媒报道,为了满足消费者对性价比高的电动汽车不断上升的需求,韩国电池制造商正在加快生产磷酸铁锂(LFP)电池的步伐,与三元锂电池相比,LFP电池价格更低。根据市场数据跟踪机构EV-volumes的数据,2022年LFP电池占全球市场的27.2%,高于2020年之前的个位数和20 ...
[新能源]
关于开展第二批汽车动力蓄电池和氢燃料电池行业白名单申报工作的通知
各有关单位:   2015年3月,中华人民共和国工业和信息化部发布实施《汽车动力蓄电池行业规范条件》(以下简称《规范条件》),截止2016年底,共57家企业进入《规范条件》目录,《规范条件》的实施得到了行业的认可和重视,企业组织申报积极性高,地方政府、投资机构等把其作为项目立项、资本支持的重要考核条件,整车企业也将其作为纳入零部件配套体系的重要参考指标,基本形成了产业规范化发展的行业氛围,成效显著。   为加强汽车动力蓄电池和氢燃料电池行业自律,推动产业转型升级发展,做好《规范条件》的后续承接工作,中国汽车工业协会(汽车协会)、中国汽车动力电池产业创新联盟(创新联盟)于2018年4月发布《汽车动力蓄电池和氢燃料电
[新能源]
薄膜太阳能电池来解决!
柔性可弯曲、比晶硅太阳能电池质量更轻的薄膜太阳能组件,将被集成到摩拜单身车身,通过阳光照射为单车蓄电池充电,以满足共享单车“智能锁”等用电需求。下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。 澎湃新闻获悉,5月2日,汉能控股集团旗下汉能移动能源控股有限公司(下称汉能)与摩拜单车在北京汉能总部签署战略合作协议,双方宣布将在移动能源领域进行全方位深度合作,包括共同组建联合实验室,研究移动能源与能源互联网解决方案等。双方联合开发的产品、技术与解决方案,将优先使用于双方独立运营或合资运营的产品与市场。 太阳能光伏产业分为晶硅和薄膜两种技术路线。从技术本身而言,薄膜更轻薄、应用场景也更为多样,但成本始终是其大规模应用的掣肘。汉能是中国最大的
[电源管理]
全面分析动力电池产业技术与未来发展趋势
动力电池无论是用在汽车上还是储能里都是关注的焦点,不过,动力电池最主要的是应用在汽车上。本文将从三个方面介绍一下动力电池产业发展态势。 第一,动力电池的发展背景。 目前,从国际上来看,混合动力汽车已经实现了产业化,插电式纯电动处于推广阶段,燃料电池汽车处于示范阶段,不过,到2020年插电式和纯电动将快速发展,到2030年燃料电池汽车会有大幅度增长。 中国的 新能源汽车 已经形成了比较完善的研发和产业体系,并且,也研制出了一系列的产品,这些产品已经在市场上进行大规模销售。从全球来看,中国新能源汽车的销量在整个市场上的份额已经超过50%。对未来新能源汽车发展趋势,国内已经做了很好的规划,在2017年发布的《汽车产业中长期发展规划》
[汽车电子]
总投资220亿,两大电池项目有新进展
近日, 宁德时代 和 比亚迪 旗下的 动力电池 项目迎来新的进展。 宁德时代合资项目获建设用地规划许可证 9月12日,江苏省溧阳市自然资源和规划局发布时代上汽先进动力 电池 产业化项目(二期)建设用地规划许可证。 据了解,该项目总投资约120亿元,规划产能12GWh,将建设多条先进动力电池生产线及Pack线,预计2024年建成。 图源:溧阳市自然资源和规划局 早在2016年,宁德时代就“落子”溧阳。当年6月,宁德时全资子公司江苏时代新能源科技有限公司在溧阳登记成立,注册资本10亿元。 同年9月,宁德时代牵手溧阳市政府,在高新区布局落子首个百亿项目,开工建设长三角动力电池生产研发基地,产能50GWh。 2
[汽车电子]
总投资220亿,两大<font color='red'>电池</font>项目有新进展
小广播
最新电源管理文章
换一换 更多 相关热搜器件
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved