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    发表时间/2022-05-25
  • 三元锂电池电芯的原材料是什么

      目前电池的原料大多采用聚合物胶体电解质。可分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(LIP)。两种电池使用的正负极材料是一样的。阳极材料包括钴酸锂、镍钴锰和磷酸亚铁锂材料,阴极为石墨。电池的工作原理基本相同。

      主要区别在于电解质的不同,其中液态锂离子电池使用液态电解质,而聚合物锂离子电池使用固态聚合物电解质代替。这种聚合物可以是“干的”或“胶体的”,

      钴锰又称三元材料(LiNiCoMnO2),是一种聚合物锂离子电池,常见形式为方形软包。

      随着智能手机的普及,三元材料近两年发展迅速,应用越来越多。它以镍盐、钴盐和锰盐为原料,镍、钴、锰的比例可根据实际需要进行调整。

      与钴酸锂电池相比,采用三元材料作为正极的电池安全性更高,使用寿命更长,达到500次使用循环。

      主要优点:体积多样,适用范围广,不易爆炸,安全系数高。

      缺点:价格高,废弃后污染环境,大电流充放电性能弱。

      根据锂离子电池使用的电解质材料不同,锂离子电池分为液态锂离子电池(LIB)、聚合物锂离子电池(PLB)或塑料锂离子电池(PLB)。聚合物锂离子电池使用的正负极材料与液态锂离子相同。正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸亚铁锂材料,负极为石墨。电池的工作原理基本相同。两者的主要区别在于电解质的不同。液态锂离子电池使用液态电解质,而聚合物锂离子电池则使用固态聚合物电解质。这种聚合物可以是“干的”或“胶体的”。目前大多采用聚合物凝胶电解质。

      固体

      固体电解质锂离子电池电解质是聚合物和盐的混合物。这种电池在室温下具有很高的离子电导率,可以在室温下使用。

      凝胶

      凝胶电解质锂离子电池是在固体聚合物电解质中加入增塑剂和其他添加剂,以提高离子导电性,使电池在室温下可用。

      聚合物

      由于用固体电解质代替了液体电解质,与液体锂离子电池相比,聚合物锂离子电池具有薄、任意面积、任意形状等优点。因此,电池外壳可以采用铝塑复合膜,可以提高整个电池的比容量。聚合物锂离子电池也可以使用聚合物作为正极材料,其质量比能量将比目前的液体锂离子电池提高20%以上。聚合物锂离子电池具有小型化、轻薄化的特点。因此,聚合物电池的市场份额将逐渐增加。聚合物锂离子电池具有以下特点[1]:

      塑造灵活性;

      更高的质量比能量(是MH-Ni电池的3倍);

      电化学稳定窗口宽,最高可达5V;

      完善的安全性和可靠性;

      循环寿命更长,容量损失更少;

      体积利用率高;

      目前锂离子电池有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)。其中,液体锂离子电池是指以锂嵌入化合物为正负极的二次电池。锂化合物LiCoO2、LiNiO2或LiMn2O4用作正极,锂-碳层间化合物LixC6用作负极。典型的电池系统是:

      (-)C|LiPF6—EC  DEC|LiCoO2()

      阳性反应(还原反应):li1-xcoo2xlixe-=LiCoO2 - (2.1)

      阴性反应(氧化反应):lixc6-xe-=6cxli-(2.2)

      总细胞反应:li1-xcoo2lixc6=LiCoO2 6c  - (2.3)

      聚合物锂离子电池的原理和液态锂是一样的,主要区别是电解液和液态锂不一样。电池的主体结构包括三个要素:正极、负极和电解液。所谓聚合物锂离子电池,是指三种主要结构中至少有一种或一种以上采用聚合物材料作为主要电池体系。然而,在目前开发的聚合物锂离子电池系统中,聚合物材料主要用于正极和电解液。阴极材料包括在普通锂离子电池中使用的导电聚合物或无机化合物,而电解质可以是固体或胶体聚合物电解质或有机电解质。锂离子技术一般使用液体或胶体电解质,因此需要牢固的二次封装来容纳可燃的活性成分,这增加了重量,也限制了尺寸的灵活性。

      新一代聚合物锂离子电池可以做到外形轻薄(ATL电池可以薄到0.5mm,相当于一张卡片的厚度)、任意面积、任意形状,大大提高了电池造型设计的灵活性,可以根据产品要求制作任意形状和容量的电池,为电源解决方案中的设备开发者提供了一定的设计灵活性和适应性,使其产品性能最大化。同时,聚合物锂离子电池比目前的通用锂离子电池单位能量提高20%,容量、环保性能等方面都有所提升。

      注意短路情况

      聚合物锂离子电池在充电过程中容易短路。包括:内部短路、外部短路等。虽然现在大部分锂离子电池都配备了短路保护电路和防爆线,但是在很多情况下,这种保护电路在各种情况下可能都不起作用,防爆线只能起到有限的作用。

      第二,不要滥收费用。

      如果聚合物锂离子电池充电时间过长,膨胀的可能性会增大。

      锂的化学性质非常活泼,容易燃烧。电池充放电时,电池内部温度不断升高,活化过程中产生的气体膨胀。电池内部压力增加,压力达到一定程度。如果外壳结疤,就会破裂,造成液体泄漏,起火,甚至爆炸。而聚合物锂离子电池只会膨胀。

      大家在使用的时候一定要注意安全。