一文看懂鋰離子電池包基本結(jié)構(gòu)、工作原理和組裝過(guò)程。鋰離子電池即鋰金屬電池，一般是指使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，鋰離子電池包逐漸成為主流。本文小編就來(lái)和大家談?wù)勪囯x子電池包結(jié)構(gòu)、工作原理和組裝過(guò)程，很棒的干貨哦!

鋰離子電池包的基本結(jié)構(gòu)解析：

重要材料：正極、負(fù)極、電解液、隔膜

結(jié)構(gòu)：圓形、方形;疊片、卷繞

形態(tài)：聚合物(軟包裝)、液態(tài)鋰離子(鋼殼)

正極

正極材料占鋰離子電池成本30%--40%，直接影響鋰離子電池包的能量密度和性能。

負(fù)極

負(fù)極材料需由相關(guān)于鋰電極電勢(shì)更低的材料構(gòu)成，并具有高比容量和較好的充放電可逆性，從而在嵌鋰的過(guò)程中保持良好的尺寸和機(jī)械穩(wěn)定性。

電解液

電解液在正負(fù)電極間起到運(yùn)輸電荷的用途，它影響著鋰離子電池包的能量密度、功率密度、寬溫應(yīng)用、循環(huán)壽命、安全性能等因素。

隔膜

隔膜的孔徑需滿足良好的離子通過(guò)性，吸液保濕能力強(qiáng)，保持離子導(dǎo)電性;同時(shí)具有電子絕緣性，以實(shí)現(xiàn)正負(fù)極之間絕緣的機(jī)械隔離，此外應(yīng)有足夠的穿刺強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度等力學(xué)性能及耐腐蝕性和足夠的電化學(xué)穩(wěn)定性。

目前較為常用的鋰離子電池包材料有鈷酸鋰、鎳酸鋰以及錳酸鋰。用得最多的材料是鈷酸鋰，循環(huán)性能好，制造也方便，缺點(diǎn)是鈷化合物價(jià)格較貴。

鋰離子電池包工作原理：

鋰離子電池是一種二次電池(充電電池)，重要依靠鋰離子在正負(fù)極之間的往返嵌入和脫嵌來(lái)工作，實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)和釋放。

1、充電過(guò)程

在電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下鋰離子從正極晶格中脫出，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)，嵌入到負(fù)極晶格中。

充電開始時(shí)，應(yīng)先檢測(cè)待充電電池的電壓，假如電壓低于3V，要先進(jìn)行預(yù)充電，充電電流為設(shè)定電流的1/10，一般選0.05C左右。電壓升到3V后，進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)充電過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn)充電過(guò)程為：以設(shè)定電流進(jìn)行恒流充電，電池電壓升到4.20V時(shí)，改為恒壓充電，保持充電電壓為4.20V。此時(shí)，充電電流逐漸下降，當(dāng)電流下降至設(shè)定充電電流的1/10時(shí)，充電結(jié)束。

2、放電過(guò)程

過(guò)程正好相反鋰離子返回正極，電子通過(guò)用電器由外電路到達(dá)正極與鋰離子復(fù)合。電池放電，此時(shí)負(fù)極上的電子e從通過(guò)外部電路跑到正極上，正鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過(guò)”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達(dá)正極，與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。

電池放電電流越大，放電容量越小，電壓下降更快。

鋰離子電池包組裝過(guò)程：

工具/原料：正極材料、負(fù)極材料、隔膜紙

步驟/方法

制漿：

用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合，經(jīng)高速攪拌均勻后，制成漿狀的正負(fù)極物質(zhì)。

涂膜：

將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正負(fù)極極片。

裝配：

按正極片--隔膜--負(fù)極片--隔膜自上而下的順序放好，經(jīng)卷繞制成電池極芯，再經(jīng)注入電解液、封口等工藝過(guò)程，即完成電池的裝配過(guò)程，制成成品電池。

化成：

用專用的電池充放電設(shè)備對(duì)成品電池進(jìn)行充放電測(cè)試，對(duì)每一只電池都進(jìn)行檢測(cè)，篩選出合格的成品電池，待出廠。