电池生产知识培训——认识锂电池
锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。锂离子电芯的能量容量密度可以达到300wh/l,重量容量密度可以达到125wh/l
一、电芯原理。
锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在,因此锂离子电芯更加安全稳定。其反应示意图及基本反应式如下所示:
二、电芯的构造。
电芯的正极是licoo2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。
根据上述的反应机理,正极采用licoo2、linio2、limn2o2,其中licoo2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从licoo2拿走xli后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于x的大小。通过研究发现当x>0.5时li1-xcoo2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制li1-xcoo2中的x值,一般充电电压不大于4.2v那么x小于0.5,这时li1-xcoo2的晶型仍是稳定的。负极c6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极licoo2中的li被充到负极c6中,当放电时li回到正极licoo2中,但化成之后必须有一部分li留在负极c6中,心以保证下次充放电li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分li留在负极c6中,一般通过限制放电下限电压来实现。所以锂电芯的安全充电上限电压≤4.2v,放电下限电压≥2.5v
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