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工业锂电池组的电芯种类,锂电池电芯设计原理及结构

来源:小鱼儿玄机2站  日期:2019-11-07 14:26  浏览量:

  工业锂电池组的电芯种类,锂电池电芯设计原理及结构。对于我们而言,无论是手机的锂电池,还是电动车的电瓶再或是电动汽车的能源,都可以是锂电池。随着锂电池的应用越来越广泛,大电流、大容量的电池需求量日益增大,锂电池组的电芯要求也严格。下面存能小编简单为大家介绍一下工业锂电池组的电芯种类、设计原理及结构,帮助大家更好的了解锂电池,更好的应用锂电池。

锂电池组 (9).jpg

  工业锂电池组的电芯种类

  ●锰酸锂在工业锂电池电芯中,历史使用时间较长的一种电芯材料,它的安全性是比较高的,尤其是抗过充能力强。另外,它的材料价格也比较便宜,并且对生产工艺要求相对不高。但它也存在着明显的缺陷,锰酸锂的高温性能不佳。

  ●磷酸铁锂它的安全性是首屈一指的,其电池正极材料不含任何对人体有害的重金属元素,同时寿命也是很长在100%磷酸铁锂的优点是在于它的安全性和使用寿命上,但是它有和锰酸锂相对的缺点,就是它的低温性能不佳。

  ●三元锂在同一只电芯内部会形成协同效应,能够同时具备材料结构的稳定性、活性和低成本三个特性,但是其安全性不佳,如果发生热失控就会产生大量的有毒气体,危险性较大。

  锂电池电芯设计原理及结构

  ▲设计原理

  锂电池组是由阴极和阳极组成,分离并通过电解质连接。电解质传导离子但是电子的绝缘体。在充电状态下,阳极含有高浓度的嵌入锂,而阴极含有锂。在放电期间,锂离子离开阳极并通过电解质迁移到阴极,而其相关的电子被集电器收集以用于为电气装置供电。模块和电池中的单元设计和组合差别很大。

  锂电池中的电极始终是固体材料。可以根据它们的电解质区分离子类型,所述电解质可以是液体,凝胶或固态组分。凝胶和固态电池中的电解质代表结构部件,并且不需要额外的保护板来有效地分离电极和避免短路。形状可以是圆柱形和棱柱形。

  ▲结构

  (1)正极材料:电极电势较高、结构稳定的具有嵌锂能力的层状或尖晶石结构的过渡金属氧化物或聚阴离子型化合物,如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料等。

  (2)负极材料:电位接近锂电位、结构稳定的并可大量储锂的层状石墨、金属单质及金属氧化物,如石墨、中间相碳微球、钛酸锂导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔等。

  (3)隔膜:一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过。

  (4)有机电解液:溶有电解质锂盐的有机溶剂,提供锂离子,聚合物的则使用凝胶状电解液。

  (5)电池外壳:分为钢壳、铝壳、镀镍铁壳、铝塑膜等。还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端。

  锂离子电池早已渗透到人类社会的方方面面,在支持工业化社会的正常运作方面,起着无可替代的作用。电池虽小,但它所涉及到的方面却极其复杂,因此,研究者还需根据背景信息进行细致考察并得出合理的结论。

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