鋰離子電池的工作原理是什么？？它的性能有哪些？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-13 15:09
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鋰離子電池內(nèi)部成螺旋型結(jié)構(gòu)，正極與負極之間由一層具有許多細微小孔的薄膜紙隔開。鋰離子電芯是一種新型的電池能源，它不含金屬鋰，在充放電過程中，只有鋰離子在正負極間往來運動，電極和電解質(zhì)不參與反應。鋰離子電芯的能量容量密度可以達到300Wh/L，重量容量密度可以達到125Wh/L。鋰離子電芯的反應機理是隨著充放電的進行，鋰離子在正負極之間嵌入脫出，往返穿梭電芯內(nèi)部而沒有金屬鋰的存在，因此鋰離子電芯更加安全穩(wěn)定。鋰離子電池的正極采用鈷酸鋰，正極集流體是鋁箔；負極采用碳，負極集流體是銅箔，鋰離子電池的電解液是溶解了LiPF6的有機體。
鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負極是碳。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生茶鞥的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達負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，黨對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，有運動回到正極?；氐秸龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。
鋰離子電池蓋帽上有防爆孔，在內(nèi)部壓力過大的情況下，防爆孔會自動打開泄壓，以防止出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象。
鋰離子電池的性能：優(yōu)良的安全性
由于使用優(yōu)良的負極材料，克服了電池充電過程中鋰枝晶的生長問題，使得鋰離子電池的安全性大大提高。同時采用特殊的可恢復配件，保證了電池在使用過程中的安全性。
※在生產(chǎn)加工中如何保證設計好的C/A？？？比成了生產(chǎn)加工中的關(guān)鍵。所以在生產(chǎn)中應就以下幾個方面進行控制：
1.負極材料的處理
1)將大粒徑及超細粉與所要求的粒徑進行徹底分離，避免了局部電化學反應過度激烈而產(chǎn)生負反應的情況，提高了電芯的安全性。
2）提高材料表面孔隙率，這樣可以提高10%以上的容量，同時在C/A比不變的情況下，安全性大大提高。處理的結(jié)果使負極材料表面與電解液有了更好的相容性，促進了SEI膜的形成及穩(wěn)定上。
2.制漿工藝的控制
1)制漿過程采用先進的工藝方法及特殊的化學試劑，使正負極漿料各組之間的表面張力降到了最低。提高了各組之間的相容性，阻止了材料在攪拌過程“團聚”的現(xiàn)象。
2)涂布時基材料與噴頭的間隙應控制在0.2mm以下，這樣涂出的極板表面光滑無顆粒、凹陷、劃痕等缺陷。
3)漿料應儲存6小時以上，漿料粘度保持穩(wěn)定，漿料內(nèi)部無自聚成團現(xiàn)象。均勻的漿料保證了正負極在基材上分布的均勻性，從而提高了電芯的一致性、安全性。
3.采用先進的極片制造設備
1)可以保證極片質(zhì)量的穩(wěn)定和一致性，大大提高電芯極片均一性，降低了不安全電芯的出現(xiàn)機率。
2)涂布機單片極板上面密度誤差值應小于±2%，極板長度及間隙尺寸誤差應小于2mm。
3)輥壓機的輥軸錐度和徑向跳動應不大于4μm，這樣才能保證極板厚度的一致性。設備配有完善的吸塵系統(tǒng)，避免因浮塵顆粒而導致的電芯內(nèi)部微短路，從而保證了電芯的自放電性能。
4)分切機應采用切刀為輥刀型的連續(xù)分切設備，這樣切出的極片不存在荷葉邊，毛刺等缺陷。同樣設備應配有完善的吸塵系統(tǒng)，從而保證了電芯的自放電性能。
4.先進的封口技術(shù)
目前國內(nèi)外方形鋰離子電芯的封口均采用激光（LASER）熔接封口技術(shù)，它是利用YAG棒（釔鋁石榴石）激光諧振腔中受強光源（一般為氮燈）的激勵下發(fā)出一束單一頻率的光（λ=1.06mm）經(jīng)過諧振折射聚焦成一束，再把聚焦的焦點對準電芯的筒體和蓋板之間，使其熔化后親合為一體，以達到蓋板與筒體的密封熔合的目的。為了達到密封焊，必須掌握以下幾個要素：
1)必須有能量大、頻率高、聚焦性能好、跟蹤精度高的激光焊機。
2)必須有配合精度高的適用于激光焊的電芯外殼及蓋板。
3)必須有高統(tǒng)一純度的氮氣保護，特別是鋁殼電芯要求氮氣純度高，否則鋁殼表面就會產(chǎn)生難以熔化的Al2O3（其熔點為2400℃）。
3.2電池放電過程
放電有恒流放電和恒阻放電，恒流放電其實是在外電路加一個可以隨電壓變化而變化的可變電阻，恒阻放電的實質(zhì)都是在電池正負極加一個電阻讓電子通過。由此可知，只要負極上的電子不能從負極跑到正極，電池就不會放電
