鋰離子電池的主要組成 鋰離子電池的主要分類
來源：寶鄂實業(yè)
2020-07-31 20:02
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鋰離子電池的主要組成：
（1）正極——活性物質(zhì)主要指鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等，導(dǎo)電集流體一般使用厚度在10--20微米的鋁箔；
（2）隔膜——一種特殊的塑料膜，可以讓鋰離子通過，但卻是電子的絕緣體，目前主要有PE和PP兩種及其組合。還有一類無機固體隔膜，如氧化鋁隔膜涂層就是一種無機固體隔膜，；
（3）負(fù)極——活性物質(zhì)主要指石墨、鈦酸鋰、或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳材料，導(dǎo)電集流體一般使用厚度在7-15微米的銅箔；
（4）電解液——一般為有機體系，如溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類溶劑，另有些聚合物電池使用凝膠狀電解液；
（5）電池外殼——主要分為硬殼（鋼殼、鋁殼、鍍鎳鐵殼等）和軟包（鋁塑膜）兩種 。
當(dāng)電池充電時，鋰離子從正極中脫嵌，在負(fù)極中嵌入，放電時反之。這就需要一個電極在組裝前處于嵌鋰狀態(tài)，一般選擇相對鋰而言電位大于3V且在空氣中穩(wěn)定的嵌鋰過渡金屬氧化物做正極，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。
做為負(fù)極的材料則選擇電位盡可能接近鋰電位的可嵌入鋰化合物，如各種碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纖維、中間相小球碳素等和金屬氧化物，包括SnO、SnO2、錫復(fù)合氧化物SnBxPyOz(x=0.4～0.6，y=0.6～0.4，z=(2 ＋3x＋5y)/2)等。
電解質(zhì)采用LiPF6的乙烯碳酸脂（EC）、丙烯碳酸脂（PC）和低粘度二乙基碳酸脂（DEC）等烷基碳酸脂搭配的混合溶劑體系。
隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它們復(fù)合膜，尤其是PP/PE/PP三層隔膜不僅熔點較低，而且具有較高的抗穿刺強度，起到了熱保險作用。
鋰離子電池的主要分類
（一）、根據(jù)鋰電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰電池可以分為液態(tài)鋰電池(lithium ion battery, 簡稱為LIB)和聚合物鋰電池(polymer lithium ion battery, 簡稱為LIP)兩大類。
（二）、按充電方式可分為：不可充電的及可充電的兩類。
（三）、鋰電池外型分：有方型鋰電（如常用的手機電池）和柱形（如18650、18500）；
（四）、鋰電池外包材料分：鋁殼鋰電池，鋼殼鋰電池，軟包電池；
（五）、鋰電池從正負(fù)極材料（添加劑）分：鈷酸鋰(LiCoO2)電池、錳酸鋰（LiMn2O4），磷酸鐵鋰電池，一次性二氧化錳鋰電池
更多分類見下表所列：
分類方式
類別
特點/說明
按照電池外形
圓柱形鋰離子電池
目前主要為18650（直徑18mm，長度65mm）和26650（直徑26mm，長度65mm）兩種型號，主要應(yīng)用于筆記本和電動工具領(lǐng)域
方形鋰離子電池
種類較多，主要應(yīng)用于手機、數(shù)碼相機等領(lǐng)域
扣式鋰離子電池
可滿足計算機、攝像機等對高比容量和薄型化的要求
按使用溫度
高溫鋰離子電池
主要應(yīng)用于軍工、航天等領(lǐng)域，民用領(lǐng)域主要是汽車的GPS領(lǐng)域
常溫鋰離子電池
目前商業(yè)化的鋰離子電池基本丟只能在-20~45℃范圍內(nèi)工作
按電解質(zhì)的狀態(tài)
液態(tài)鋰離子電池
電解質(zhì)為有機溶劑+鋰鹽
聚合物鋰離子電池
聚合物的基體主要為HFP-PVDF、PEO、PAN和PMMA等
全固態(tài)鋰離子電池
還處在實驗階段
按外殼材質(zhì)
鋼殼鋰離子電池
密封性較好
鋁殼鋰離子電池
質(zhì)量輕
鋁塑膜鋰離子電池
電池生產(chǎn)工藝簡單，電池的質(zhì)量比能量高
按使用領(lǐng)域
手機鋰離子電池
目前市場容量大
數(shù)碼相機鋰離子電池
對電池低溫性能要求較高
筆記本電腦鋰離子電池
目前以圓柱形為主，隨著電腦薄型化的發(fā)展，近年來方形電池有取代圓柱形電池的趨勢
電動汽車鋰離子電池
對電池的各型特性要求最高，目前比較熱
按正極材料分類
鈷酸鋰電池
應(yīng)用最廣，振實密度高，比能量高，電壓平臺穩(wěn)，但是原來貴，對環(huán)境有污染，安全性差
錳酸鋰
三維隧道的結(jié)構(gòu)，鋰離子可以可逆地從尖晶石晶格中脫嵌，不會引起結(jié)構(gòu)的塌陷，因而具有優(yōu)異的倍率性能和穩(wěn)定性。環(huán)境友好，但能量密度低、高溫性能大
磷酸鐵鋰電池
比表面積大，能量密度高，循環(huán)性能好，材料批量化生產(chǎn)很難達(dá)到較高的一致性，低溫放電性能不好
按負(fù)極材料分類
石墨
電導(dǎo)性好，結(jié)晶度高，具有良好的層狀結(jié)構(gòu)適合Li的脫嵌，容量在300mAh/g以上，充放電效率90%以上，良好的充放電平臺
軟碳
結(jié)晶度低，晶粒尺寸小，與電解液相容性好，輸出電壓低，無明顯充放電平臺，不可逆容量較高，基本沒商業(yè)化
硬碳
Li嵌入不會引起膨脹，又良好的充放電循環(huán)性能，較高的比容量，可達(dá)到400mAh/g以上，并且低溫性能好，是理想的電動汽車電池負(fù)極材料，日本已經(jīng)商業(yè)化
鈦酸鋰
“零應(yīng)變”材料，電位較高不會形成鋰枝晶，目前研究較熱，但由于脹氣問題至今未得到大規(guī)模應(yīng)用
硅基
超高的比容量，但由于粉化問題，無法真正使用，仍處于實驗室研究階段
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