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          發表時間/2022-05-25
        • 三元鋰電池電芯的原材料是什么

            目前電池的原料大多采用聚合物膠體電解質??煞譃橐簯B鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(LIP)。兩種電池使用的正負極材料是一樣的。陽極材料包括鈷酸鋰、鎳鈷錳和磷酸亞鐵鋰材料,陰極為石墨。電池的工作原理基本相同。

            主要區別在于電解質的不同,其中液態鋰離子電池使用液態電解質,而聚合物鋰離子電池使用固態聚合物電解質代替。這種聚合物可以是“干的”或“膠體的”,

            鈷錳又稱三元材料(LiNiCoMnO2),是一種聚合物鋰離子電池,常見形式為方形軟包。

            隨著智能手機的普及,三元材料近兩年發展迅速,應用越來越多。它以鎳鹽、鈷鹽和錳鹽為原料,鎳、鈷、錳的比例可根據實際需要進行調整。

            與鈷酸鋰電池相比,采用三元材料作為正極的電池安全性更高,使用壽命更長,達到500次使用循環。

            主要優點:體積多樣,適用范圍廣,不易爆炸,安全系數高。

            缺點:價格高,廢棄后污染環境,大電流充放電性能弱。

            根據鋰離子電池使用的電解質材料不同,鋰離子電池分為液態鋰離子電池(LIB)、聚合物鋰離子電池(PLB)或塑料鋰離子電池(PLB)。聚合物鋰離子電池使用的正負極材料與液態鋰離子相同。正極材料分為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料和磷酸亞鐵鋰材料,負極為石墨。電池的工作原理基本相同。兩者的主要區別在于電解質的不同。液態鋰離子電池使用液態電解質,而聚合物鋰離子電池則使用固態聚合物電解質。這種聚合物可以是“干的”或“膠體的”。目前大多采用聚合物凝膠電解質。

            固體

            固體電解質鋰離子電池電解質是聚合物和鹽的混合物。這種電池在室溫下具有很高的離子電導率,可以在室溫下使用。

            凝膠

            凝膠電解質鋰離子電池是在固體聚合物電解質中加入增塑劑和其他添加劑,以提高離子導電性,使電池在室溫下可用。

            聚合物

            由于用固體電解質代替了液體電解質,與液體鋰離子電池相比,聚合物鋰離子電池具有薄、任意面積、任意形狀等優點。因此,電池外殼可以采用鋁塑復合膜,可以提高整個電池的比容量。聚合物鋰離子電池也可以使用聚合物作為正極材料,其質量比能量將比目前的液體鋰離子電池提高20%以上。聚合物鋰離子電池具有小型化、輕薄化的特點。因此,聚合物電池的市場份額將逐漸增加。聚合物鋰離子電池具有以下特點[1]:

            塑造靈活性;

            更高的質量比能量(是MH-Ni電池的3倍);

            電化學穩定窗口寬,最高可達5V;

            完善的安全性和可靠性;

            循環壽命更長,容量損失更少;

            體積利用率高;

            目前鋰離子電池有液態鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)。其中,液體鋰離子電池是指以鋰嵌入化合物為正負極的二次電池。鋰化合物LiCoO2、LiNiO2或LiMn2O4用作正極,鋰-碳層間化合物LixC6用作負極。典型的電池系統是:

            (-)C|LiPF6—EC  DEC|LiCoO2()

            陽性反應(還原反應):li1-xcoo2xlixe-=LiCoO2 - (2.1)

            陰性反應(氧化反應):lixc6-xe-=6cxli-(2.2)

            總細胞反應:li1-xcoo2lixc6=LiCoO2 6c  - (2.3)

            聚合物鋰離子電池的原理和液態鋰是一樣的,主要區別是電解液和液態鋰不一樣。電池的主體結構包括三個要素:正極、負極和電解液。所謂聚合物鋰離子電池,是指三種主要結構中至少有一種或一種以上采用聚合物材料作為主要電池體系。然而,在目前開發的聚合物鋰離子電池系統中,聚合物材料主要用于正極和電解液。陰極材料包括在普通鋰離子電池中使用的導電聚合物或無機化合物,而電解質可以是固體或膠體聚合物電解質或有機電解質。鋰離子技術一般使用液體或膠體電解質,因此需要牢固的二次封裝來容納可燃的活性成分,這增加了重量,也限制了尺寸的靈活性。

            新一代聚合物鋰離子電池可以做到外形輕薄(ATL電池可以薄到0.5mm,相當于一張卡片的厚度)、任意面積、任意形狀,大大提高了電池造型設計的靈活性,可以根據產品要求制作任意形狀和容量的電池,為電源解決方案中的設備開發者提供了一定的設計靈活性和適應性,使其產品性能最大化。同時,聚合物鋰離子電池比目前的通用鋰離子電池單位能量提高20%,容量、環保性能等方面都有所提升。

            注意短路情況

            聚合物鋰離子電池在充電過程中容易短路。包括:內部短路、外部短路等。雖然現在大部分鋰離子電池都配備了短路保護電路和防爆線,但是在很多情況下,這種保護電路在各種情況下可能都不起作用,防爆線只能起到有限的作用。

            第二,不要濫收費用。

            如果聚合物鋰離子電池充電時間過長,膨脹的可能性會增大。

            鋰的化學性質非?;顫?,容易燃燒。電池充放電時,電池內部溫度不斷升高,活化過程中產生的氣體膨脹。電池內部壓力增加,壓力達到一定程度。如果外殼結疤,就會破裂,造成液體泄漏,起火,甚至爆炸。而聚合物鋰離子電池只會膨脹。

            大家在使用的時候一定要注意安全。

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