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锂电池的工作原理
以下是锂电池原理及结构:
锂离子电池以碳材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。
锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,而负极用插入或脱插表示)。
在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为“摇椅电池”。
求锂离子电池的电极材料和电极反应
最早的锂电池(Li-ion Batteries)的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯,负极是锂。
后来,日本索尼公司发明了以炭材料为负极,以含锂的化合物作正极的锂电池,在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。
负极反应 LiC6 - e-- = 6C + Li+
正极反应 CoO2 + Li+ + e-- = LiCoO2
电池反应 LiC6+ CoO2 = 6C + LiCoO2
用锂做电极制造出锂离子电池,有哪些特点
锂离子电池原理及工艺流程
一、 原理
1.0 正极构造
LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔) 正极
2.0 负极构造
石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体(铜箔) 负极
3.0工作原理
3.1 充电过程
如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为
LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)
负极上发生的反应为
6C+XLi++Xe=====LixC6
3.2 电池放电过程
放电有恒流放电和恒阻放电,恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻,恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知,只要负极上的电子不能从负极跑到正极,电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的,方向相同但路不同,放电时,电子从负极经过电子导体跑到正极,锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。
二、 工艺流程
三、 电池不良项目及成因:
1.容量低
产生原因:
a. 附料量偏少; b. 极片两面附料量相差较大; c. 极片断裂;
d. 电解液少; e. 电解液电导率低; f. 正极与负极配片未配好;
g. 隔膜孔隙率小; h. 胶粘剂老化→附料脱落; i.卷芯超厚(未烘干或电解液未渗透)
j. 分容时未充满电; k. 正负极材料比容量小。
2.内阻高
产生原因:
a. 负极片与极耳虚焊; b. 正极片与极耳虚焊; c. 正极耳与盖帽虚焊;
d. 负极耳与壳虚焊; e. 铆钉与压板接触内阻大; f. 正极未加导电剂;
g. 电解液没有锂盐; h. 电池曾经发生短路; i. 隔膜纸孔隙率小。
3.电压低
产生原因:
a. 副反应(电解液分解;正极有杂质;有水); b. 未化成好(SEI膜未形成安全);
c. 客户的线路板漏电(指客户加工后送回的电芯); d. 客户未按要求点焊(客户加工后的电芯);
e. 毛刺; f. 微短路; g. 负极产生枝晶。