鋰離子蓄電池是一種二次電池(充電電池),它首要依托鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)作業(yè)。在充放電進(jìn)程中,Li+ 在兩個(gè)電極之間往復(fù)嵌入和脫嵌:充電時(shí),Li+從正極脫嵌,通過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極,負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。
電極資料都是鋰離子能夠嵌入(刺進(jìn))/脫嵌(脫插)的。
以鈷酸鋰,錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰(三元資料)、磷酸鐵鋰等為正極資料的動(dòng)力電池,統(tǒng)歸為鋰離子動(dòng)力電池,各有優(yōu)勢(shì),是新一代鋰離子動(dòng)力電池的開(kāi)展趨勢(shì);和所有化學(xué)電池一樣,鋰離子電池也由四個(gè)部分組成:正極、負(fù)極、隔閡和電解質(zhì)。
(1)正極——活性物質(zhì)一般為鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰(三元資料)、磷酸鐵鋰資料等,
正極反響:放電時(shí)鋰離子嵌入,充電時(shí)鋰離子脫嵌。
鈷酸鋰電池:其特性是結(jié)構(gòu)安穩(wěn)、容量比高、歸納功用杰出、但安全性差、本錢(qián)非常高,首要為中小型號(hào)電芯,廣泛運(yùn)用于筆記本電腦、手機(jī)、MP3/4等小型電子設(shè)備中,標(biāo)稱(chēng)電壓3.7V。
錳酸鋰電池:錳酸鋰是本錢(qián)低、安全性和低溫功用好的正極資料,可是其資料自身并不太安穩(wěn),容易分解發(fā)作氣體,因而多用于和其它資料混合運(yùn)用,以下降電芯本錢(qián),但其循環(huán)壽數(shù)衰減較快,容易發(fā)作鼓脹,高溫功用較差、壽數(shù)相對(duì)短,首要用于大中型號(hào)電芯及動(dòng)力電池方面,其參數(shù)如下:
標(biāo)稱(chēng)電壓為3.7V,輸出電壓規(guī)模:2.5~4.2v ,標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)放電電流:0.2C,最大繼續(xù)放電電流:1C,作業(yè)溫度:充電:0~45℃,放電:-20~60℃。
三元鋰電池:是指正極資料運(yùn)用鋰鎳鈷錳三元正極資料的鋰電池,三元資料是鎳鈷錳酸鋰Li(NiCoMn)O2,三元資料做正極的電池相對(duì)于鈷酸鋰電池安全性高;
電芯正極資料:錳酸鋰(LiMn204),
混合添加劑:鋰、鎳、鋁氧化物(Li(Ni-Al)02)。
電芯負(fù)極資料:石墨。
磷酸鐵鋰電池:是指用磷酸鐵鋰作為正極資料的鋰離子電池,分子式:LiFePO4;
磷酸鐵鋰電熱峰值可達(dá)350℃-500℃,而錳酸鋰和鈷酸鋰只在200℃左右。
(2)隔閡——一種經(jīng)特別成型的高分子薄膜,薄膜有微孔結(jié)構(gòu),能夠讓鋰離子自由通過(guò),而電子不能通過(guò);
(3)負(fù)極——活性物質(zhì)為石墨,或近似石墨結(jié)構(gòu)的碳;
(4)有機(jī)電解液——溶解有六氟磷酸鋰的碳酸酯類(lèi)溶劑,聚合物的則運(yùn)用凝膠狀電解液;
(5)電池外殼——分為鋼殼、鋁殼、鋁塑膜(軟包裝)等。
鋰離子動(dòng)力電池電壓是鎳鎘電池,鎳氫電池的3倍,鉛酸電池的2倍,這是表現(xiàn)鋰離子動(dòng)力電池比能量高的一個(gè)重要原因,鋰離子動(dòng)力電池組成相同電壓的動(dòng)力電池組時(shí),鋰離子動(dòng)力電池運(yùn)用的串聯(lián)數(shù)目會(huì)大大少于鉛酸電池和鎳氫電池。假如動(dòng)力電池中單體電池?cái)?shù)量越多,電池組中單體電池的一致性要求就越高,壽數(shù)就越不好做,在實(shí)際運(yùn)用進(jìn)程中電池組有問(wèn)題剖析后,一般是其中一、兩個(gè)單體電池出問(wèn)題然后導(dǎo)致整組電池出現(xiàn)問(wèn)題,因而不難理解為什么48V的鉛酸電池比36V的鉛酸電池反響要高,從這個(gè)角度上講鋰電更適合動(dòng)力電池的運(yùn)用。例如36V 的鋰電只需求10個(gè)單體,而36V鉛酸電池需求18個(gè)單體電池,即3只12V的電池組,而每只12V的鉛酸電池有六個(gè)單格即六個(gè)單體電池組成。
鈦酸鋰電池:鈦酸鋰作為鋰離子電池負(fù)極資料,可與錳酸鋰、三元資料或磷酸鐵鋰等正極資料組成2.4V或1.9V的鋰離子二次電池。
鈦酸鋰還能夠用作正極,與金屬鋰或鋰合金負(fù)極組成1.5V的鋰二次電池。
因?yàn)殁佀徜嚨母甙踩浴⒏甙卜€(wěn)性、長(zhǎng)壽數(shù)和綠色環(huán)保的特色,估計(jì)鈦酸鋰資料在數(shù)年后,必定會(huì)成為新一代鋰離子電池的負(fù)極資料而被廣泛運(yùn)用在新動(dòng)力轎車(chē)、電動(dòng)摩托車(chē)和要求高安全性、高安穩(wěn)性和長(zhǎng)周期的運(yùn)用領(lǐng)域。鈦酸鋰電池作業(yè)電壓2.4V,最高電壓3.0V,充電電流大于2C。
鈦酸鋰電池也由四個(gè)部分組成:正極、負(fù)極、隔閡、電解液、電池殼;
鈦酸鋰特性如下:測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在6C充電,6C放電,100%DOD的條件下,鈦酸鋰單體電池的循環(huán)壽數(shù)超越25000次,剩余容量超越80%,同時(shí)電芯發(fā)作的脹氣現(xiàn)象不顯著,不影響其壽數(shù)。