鋰離子動力電池淺析
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鋰離子動力電池是由正極、負極、隔膜和電解液四部分組成的一種高性能二次電池,隔膜是關鍵的內層組件之一,即內部的關鍵組件,隔膜的性能決定了電池的內阻、容量。
隔膜的主要作用是將電池的正極、負極分隔開來,防止兩者相碰而發生短路;電解質是離子運動的運輸介質,隔膜的另一個作用即允許電解質離子通過,由于電解液為有機溶劑體系,一般選擇耐有機溶劑的隔膜材料—聚烯烴多孔膜。
我們上中學的時候就應該學過,放電時,正極是得到電子的,發生還原反應,鋰離子正極一般采用過渡金屬的氧化物;負極發生氧化反應,多采用碳材料。
充電時,外加電源接入電池,此時構成電解池,此時不再稱呼兩個電極為正極、負極,而是稱呼為陰極、陽極,陽極發生氧化反應,陰極發生還原反應。充電時,鋰離子從陽極開始經過電解質到達陰極,同時電子的補償電荷從外電路供給到碳負極,保持負極的電平衡;反之,放電時鋰離子從負極開始,經過電解質直到正極。
由此可以看出,鋰離子動力電池利用鋰離子在兩個電極之間的往復進行充放電工作,是一種鋰離子濃度差電池。
根據正極材料的不同,鋰離子動力電池主要包括錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池和三元材料鋰離子電池等;根據電解質材料的不同,鋰離子動力電池分為液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池兩大類。
與其他結構的動力電池相比,鋰離子動力電池的主要優點有:
1、工作電壓高
2、比能量高
3、容量與能量轉換效率高
4、儲存和循環壽命長
5、自放電小
6、無記憶效應
7、工作溫度范圍廣
8、環保
但其內阻大、在高功率輸出時比能量迅速下降;由于其充放電的范圍廣,于是需要采用特殊的保護電路以防止電池過充電與過放電。