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锂电池的生产工艺及环节
锂电池制造工艺流程为:
1.电极浆料制备,主要是将电极活性材料、粘结剂、溶剂等混合在一起,充分搅拌分散后,形成浆料。
2.涂布,将第一步制备的浆料以指定厚度均匀涂布到集流体(铝箔或铜箔等)上,并烘干溶剂。
3.极片冲切,将上一步制作出来的极片冲切成指定的尺寸形状。
4.叠片,将正负极片、隔膜装配到一起,完成贴胶后,形成极芯。
5.组装软包电池,将上一步生产的极芯装入已经冲好坑的铝塑膜,并完成顶封、侧封等,形成未注液的软包电池。
6.注液,将指定量的电解液注入软包电芯内部。
锂电池是以锂金属或锂合金为负极材料,使用非水电解质溶液的电池,因此这种电池也被称为锂金属电池。与其他电池不同,锂电池具有高充电密度、长寿命和高单位成本等特点。
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通常,锂离子电池供电的器械以1C的速率充电60-75分钟至4.1V后,即可从原来的低能状态达到电量80-90%的状态。其它电池,除可采用高电流充电的特制电池外,同样充电至80-90%时可能需要更多的时间。锂离子电池还需慢充4-5小时至4.2V,获得剩余的10-20%的电量。这种充电方式有两个好处。用户可以在极短的时间内获得接近满充的电量,且充电完成后的实际电压绝不会超过4.2V。
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拓展资料:
锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M. S. Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
工作原理
锂金属电池:
锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂电池基本原理
放电反应:Li+MnO2=LiMnO2
锂离子电池:
锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。
充电正极上发生的反应为
LiCoO2=Li(1-x)CoO2+xLi++xe-(电子)
充电负极上发生的反应为
6C+xLi++xe- = LixC6
充电电池总反应:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
正极
正极反应:放电时锂离子嵌入,充电时锂离子脱嵌。 充电时:LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ +xe-放电时:Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4。
负极
负极材料:多采用石墨。另外锂金属、锂合金、硅碳负极、氧化物负极材料等也可用于负极。
负极反应:放电时锂离子脱嵌,充电时锂离子嵌入。
充电时:xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放电时:LixC6→ xLi+ + xe- + 6C