鋰電池的結(jié)構(gòu)和工作原理

詳細(xì)分析鋰離子電池的結(jié)構(gòu)和工作原理

鋰離子電池分為鋰離子電池和鋰離子電池。手機(jī)和筆記本電腦都使用鋰離子電池。真正的鋰離子電池非常危險(xiǎn)，很少用于日常電子產(chǎn)品中。

鋰離子電池是一種可充電電池，其工作原理是鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)。在充放電過程中，Li+在兩個(gè)電極之間來回嵌入和去嵌入。在可充電電池中，鋰離子從正極脫嵌，通過電解液嵌入負(fù)極。負(fù)極處于富含鋰的狀態(tài)。當(dāng)卸貨時(shí)，情況正好相反。一般來說，以鋰為電極的電池是現(xiàn)代高性能電池的代表。

鋰離子電池是如何工作的

鋰離子電池以碳材料為負(fù)極，以含鋰化合物為正極，沒有金屬鋰，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指鋰離子嵌入化合物作為陰極材料電池。鋰離子電池的充放電過程就是鋰離子的嵌入和去嵌入過程。鋰離子的包埋和去包埋伴隨著鋰離子等等價(jià)電子的包埋和去包埋(傳統(tǒng)上正極用包埋或去包埋表示，負(fù)極用包埋或去包埋表示)。在充放電過程中，鋰離子在正極和負(fù)極之間來回插入/脫嵌和插入/脫插，就是俗稱的搖椅電池。

當(dāng)電池充電時(shí)，鋰離子在電池正極形成，鋰離子通過電解液到達(dá)負(fù)極。負(fù)碳呈層狀結(jié)構(gòu)，有許多微孔。到達(dá)負(fù)極的鋰離子被嵌入碳層的微孔中。鋰離子嵌入越多，充電容量越大。同樣地，當(dāng)電池放電時(shí)(我們使用電池的過程)，嵌在負(fù)極碳中的鋰離子就會(huì)出來并回到正極。陰極鋰離子越多，放電容量越大。

鋰離子電池的充電電流一般設(shè)定在0.2c到1C之間。電流越高，充電越快，電池發(fā)熱越高。更重要的是，假如電池充滿太多的電流，容量是不夠的，因?yàn)殡姵貎?nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)要時(shí)間。就像倒啤酒相同，倒得太快會(huì)出現(xiàn)泡沫和不滿。

關(guān)于電池來說，正常使用是放電的過程。

鋰離子電池放電要注意以下幾點(diǎn):

第一，放電電流不宜過大，否則會(huì)因電池內(nèi)熱而造成永久性損壞。在手機(jī)上，這是沒有問題的，不能考慮。

第二,不要過量放電!鋰離子電池最怕過放電，一旦放電電壓低于2.7V，就可能導(dǎo)致電池報(bào)廢。幸運(yùn)的是，手機(jī)電池的內(nèi)部已經(jīng)安裝了保護(hù)電路，電壓不夠低，不足以損壞電池，保護(hù)電路會(huì)起用途，停止放電。從圖中可以看出，電池的放電電流越大，放電容量越小，電壓降越快。

鋰離子電池結(jié)構(gòu)

正極:活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基質(zhì)。

當(dāng)電池放電時(shí)，從外部電路接收電子的電極，并發(fā)生還原反應(yīng)。通常是高電位電極。鋰鈷酸鋰離子電池，鋰錳酸鋰電極。

負(fù)極:活性材料(石墨、MCMB、CMS)、粘合劑、溶劑、基質(zhì)。

當(dāng)電池放電時(shí)，將電子帶到外部電路的電極被氧化。它通常是一個(gè)低電位電極，是鋰離子電池中的石墨電極。

隔膜

膜片是放置在兩極之間作為電極間屏障的裝置，以防止兩極活性物質(zhì)之間的直接接觸導(dǎo)致電池短路。但是薄膜仍然要能夠讓帶電離子通過形成通道。