鋰離子電池的主要構(gòu)成及用途等知識(shí)介紹
我們現(xiàn)在廣泛使用的鋰電子電池是由鋰電池發(fā)展而來(lái)的,在我們開(kāi)始了解鋰電子電池前,就先來(lái)了解一下鋰電池的相關(guān)知識(shí)。
以前照相機(jī)里用的扣式電池就屬于鋰電池。鋰電池的負(fù)極材料是鋰金屬,正極材料是碳材。按照大家習(xí)慣上的命名規(guī)律,我們稱(chēng)這種電池為鋰電池。
發(fā)展高科技的目的是為了使其更好的服務(wù)于人類(lèi)。鋰離子電池自1990年問(wèn)世以來(lái),因其卓越的性能得到了迅猛的發(fā)展,并廣泛地應(yīng)用于社會(huì)。鋰離子電池以其它電池所不可比擬的優(yōu)勢(shì)迅速占領(lǐng)了許多領(lǐng)域,象大家熟知的移動(dòng)電話、筆記本電腦、小型攝像機(jī)等等,且越來(lái)越多的國(guó)家將該電池應(yīng)用于軍事用途。應(yīng)用表明,鋰離子電池是一種理想的小型綠色電源。
鋰離子電池的主要構(gòu)成
?。?)電池蓋
(2)正極----活性物質(zhì)為氧化鈷鋰
?。?)隔膜----一種特殊的復(fù)合膜
?。?)負(fù)極----活性物質(zhì)為碳
?。?)有機(jī)電解液
?。?)電池殼
鋰離子電池的優(yōu)越性能
我們經(jīng)常說(shuō)的鋰離子電池的優(yōu)越性是針對(duì)于傳統(tǒng)的鎳鎘電池(Ni/Cd)和鎳氫電池(Ni/MH)來(lái)講的。那么,鋰離子電池究竟好在哪里呢?
(1)無(wú)污染
(2)自放電率低
(3)循環(huán)壽命長(zhǎng)
(4)工作電壓高
(5)無(wú)記憶效應(yīng)
(6)比能量大
大家都已知道,鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰,負(fù)極是碳。
鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí),電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。
同樣道理,當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行放電時(shí),嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出,又運(yùn)動(dòng)回到正極?;氐秸龢O的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說(shuō)的電池容量指的就是放電容量。
鋰離子電池的組裝過(guò)程
鋰離子電池的工藝技術(shù)非常嚴(yán)格、復(fù)雜,這里只能簡(jiǎn)單介紹一下其中的幾個(gè)主要工序。
(1)制漿
用專(zhuān)門(mén)的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合,經(jīng)高速攪拌均勻后,制成漿狀的正負(fù)極物質(zhì)。
?。?)涂膜
將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面,烘干,分別制成正負(fù)極極片。
?。?)裝配
按正極片--隔膜--負(fù)極片--隔膜自上而下的順序放好,經(jīng)卷繞制成電池極芯,再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過(guò)程,即完成電池的裝配過(guò)程,制成成品電池。
(4)化成
用專(zhuān)用的電池充放電設(shè)備對(duì)成品電池進(jìn)行充放電測(cè)試,對(duì)每一只電池都進(jìn)行檢測(cè),篩選出合格的成品電池,待出廠。
鋰離子電池的安全特性
鋰離子電池已非常廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活中,所以它的安全性能絕對(duì)應(yīng)該是鋰離子電池的第一項(xiàng)考核指標(biāo)。對(duì)于鋰離子電池安全性能的考核指標(biāo),國(guó)際上規(guī)定了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),一只合格的鋰離子電池在安全性能上應(yīng)該滿足以下條件。
?。?)短路:不起火,不爆炸
?。?)過(guò)充電:不起火,不爆炸
(3)針剌:不爆炸(用Ф3mm釘穿透電池)
?。?)平板沖擊:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高處砸向電池)
(5)焚燒:不爆炸(煤氣火焰燒烤電池)
鋰離子電池安全特性是如何實(shí)現(xiàn)的?
為了確保鋰離子電池安全可靠的使用,專(zhuān)家們進(jìn)行了非常嚴(yán)格、周密的電池安全設(shè)計(jì),以達(dá)到電池安全考核指標(biāo)。
?。?)隔膜135℃自動(dòng)關(guān)斷保護(hù)
采用國(guó)際先進(jìn)的Celgard2300PE-PP-PE三層復(fù)合膜。在電池升溫達(dá)到120℃的情況下,復(fù)合膜兩側(cè)的PE膜孔閉合,電池內(nèi)阻增大,電池內(nèi)部升溫減緩,電池升溫達(dá)到135℃時(shí),PP膜孔閉合,電池內(nèi)部斷路,電池不再升溫,確保電池安全可靠。
?。?)電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)
電池蓋采用刻痕防爆結(jié)構(gòu),電池升溫時(shí),電池內(nèi)部活化過(guò)程中所產(chǎn)生的部分氣體膨脹,電池內(nèi)壓加大,壓力達(dá)到一定程度刻痕破裂、放氣。
?。?)各種環(huán)境濫用試驗(yàn)
進(jìn)行各項(xiàng)濫用試驗(yàn),如外部短路、過(guò)充、針刺、平板沖擊、焚燒等,考察電池的安全性能。同時(shí)對(duì)電池進(jìn)行溫度沖擊試驗(yàn)和振動(dòng)、跌落、沖擊等力學(xué)性能試驗(yàn),考察電池在實(shí)際使用環(huán)境下的性能情況。
現(xiàn)在我們提倡愛(ài)護(hù)環(huán)境,新能源生活,在電池這方面,作為電池的消費(fèi)者,應(yīng)該購(gòu)買(mǎi)、使用新型綠色環(huán)保電池,對(duì)于生產(chǎn)廠家,應(yīng)該是生產(chǎn)合格的,環(huán)保的,新型的電池,以不污染為基礎(chǔ)上的生產(chǎn)。只要大家共同努力,才能保護(hù)和創(chuàng)建美麗和諧的自然生態(tài)環(huán)境。
鎳價(jià)強(qiáng)勢(shì)誰(shuí)在“撐腰”?下半年鎳價(jià)能否繼續(xù)保持強(qiáng)勢(shì)格局?
記者就此問(wèn)題采訪了金川鎳鈷研究設(shè)計(jì)院有色冶金兼化工高級(jí)工程師、研究員杜光焱,詳細(xì)解讀了妖“鎳”的“前生后世”。
電池影響
杜光焱表示,滬鎳價(jià)格創(chuàng)歷史新高,主要還是受下游電動(dòng)汽車(chē)的影響。2018年,811電池閃亮登場(chǎng),被市場(chǎng)接納并大力推廣。而811電池對(duì)硫酸鎳的消耗量更大,對(duì)助推鎳價(jià)走高來(lái)說(shuō)是一個(gè)不可忽略的因素。
庫(kù)存影響
LME鎳豆庫(kù)存持續(xù)減少也是推動(dòng)鎳價(jià)走高的一個(gè)重要因素。此前,因?yàn)殒囪F的出現(xiàn),市場(chǎng)對(duì)鎳豆的使用量大幅下降,庫(kù)存中鎳豆的占比也高達(dá)70%-80%。而近兩年,因?yàn)榱蛩徭嚨男枨笤龃?,鎳豆?kù)存開(kāi)始急速下降,目前市場(chǎng)可交割量不足。全球一些大型鎳生產(chǎn)商,如淡水河谷、諾爾涅斯克等近幾年有減產(chǎn)電解鎳的趨勢(shì),市場(chǎng)金屬鎳供應(yīng)長(zhǎng)期緊縮、原料供應(yīng)也顯現(xiàn)出供應(yīng)短缺。
環(huán)保影響
環(huán)保方面,近4年國(guó)內(nèi)逐步加大環(huán)保督查的力度,一些生產(chǎn)鎳生鐵的小型企業(yè)因可能造成污染問(wèn)題,將面臨減產(chǎn)甚至關(guān)停的局面,尤其是內(nèi)蒙古、山東等地小型鎳鐵廠較為集中的地方。不過(guò)環(huán)保造成的減產(chǎn)影響不是特別大,市場(chǎng)大概每月也就減產(chǎn)1000噸左右的鎳鐵供應(yīng)量。并且,委內(nèi)瑞拉、巴西、哥倫比亞等地的鎳鐵都會(huì)出口到中國(guó)來(lái),也可以抵消掉部分環(huán)保減產(chǎn)的影響。并且環(huán)保促使許多小廠關(guān)停的同時(shí),其生產(chǎn)訂單也會(huì)相應(yīng)的轉(zhuǎn)移到大廠,所以預(yù)計(jì)今年將被打破傳統(tǒng)的6-8月的不銹鋼消費(fèi)淡季的效應(yīng),可能淡季不淡。
新能源汽車(chē)“降鈷增鎳”影響
新能源汽車(chē)普遍推行“降鈷增鎳”對(duì)鎳的影響相當(dāng)大。2017年,中國(guó)市場(chǎng)大概消費(fèi)了32萬(wàn)噸的硫酸鎳,電鍍消費(fèi)了硫酸鎳7萬(wàn)噸,占硫酸鎳總量的23%,剩余的都是被電動(dòng)汽車(chē)消費(fèi)掉的。國(guó)內(nèi)硫酸鎳的消費(fèi)的年均增長(zhǎng)量為30%,未來(lái)10-20年內(nèi)硫酸鎳的消費(fèi)需求會(huì)越來(lái)越大。
貿(mào)易戰(zhàn)影響
貿(mào)易戰(zhàn)對(duì)鎳市場(chǎng)也會(huì)有一定沖擊,對(duì)中國(guó)不銹鋼出口會(huì)產(chǎn)生一定的打壓。但中美兩國(guó)最后可能還是會(huì)相互妥協(xié),美國(guó)打貿(mào)易戰(zhàn)也旨在減小貿(mào)易逆差。
價(jià)格預(yù)測(cè)
杜光焱預(yù)計(jì)今年鎳價(jià)有上沖至12.5萬(wàn)元/噸的可能。從目前來(lái)看,在1.3萬(wàn)美元/噸的鎳價(jià)下世界鎳生產(chǎn)有贏利,隨著高鎳價(jià)刺激帶來(lái)的供應(yīng)增加,預(yù)計(jì)8月后鎳價(jià)將有所回落??傮w來(lái)說(shuō),對(duì)鎳未來(lái)走勢(shì)還是表示樂(lè)觀。
















