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    发表时间/2022-11-11
  • 耐高温锂电池的工作原理

    作为一个科技工作者,锂电池技术与产品是密不可分的。今天我们就来聊一聊耐高温锂电池的工作原理,锂电池是一种能量密度很高,同时体积小巧、耐高温性能优良、充电速度快、使用寿命长、循环次数多、安全性能高这些特点。那么什么是锂电池?锂电池是我们日常生活中最常见的一个电池类型。它主要由三部分组成:电解液;正负极材料;正极及负极材料内部化学成分组成。

        1.电解液

        电解液是电池工作的基础,它决定了电解液的化学稳定性。电解液可以很好地溶解电解质,实现锂离子和锂聚合物的电解。目前,国际上的主流电解质有:有机电解质、无机电解质(NMC等)以及其他多种功能的电解质。其中有机电解质主要包括有机锂盐和有机硫酸盐。无机电解质主要有硫酸盐、铝盐和磷酸盐等。

        2.正负极材料

        锂电池的正极材料是一种含有两种以上的金属锂的锂化合物,它的体积能量密度与锂电池的内阻呈正相关。正极的电子结构,负极的电子结构。正极材料对负极电子结构产生影响;但这两种结构的作用是相互促进的。在放电过程中,正极电子密度增大,负极电子密度减小。当两种负极材料产生协同作用时,正极度材料内部会出现大量活性物质颗粒反应形成嵌锂聚合体。

        3.正极及负极材料内部化学成分组成

        锂电池中正极和负极之间的界面被称为锂金属离子的界面。材料中的电解液中含有锂金属离子,在电极材料与电解液之间形成稳定的化学联系。锂金属离子可以作为电化学中间剂,提高电池的化学稳定性和循环寿命;另一方面,锂金属离子可以作为负极材料,减少电解液对电荷的消耗;另外在电极材料与 SEI膜之间形成一层保护层,防止正极和负极之间因电极材料表面氧化而产生应力而造成电池故障。由于正负极间存在着相互作用,如果对电池施加外力使正极极片中的 SEI膜破裂,负极和金属电极之间所形成的电解液不能通过 SEI膜被重新排出体外,会直接影响电池的循环寿命。因此,目前锂离子电池负极系统广泛采用 SEI膜技术。

        4.电池结构

        在一个完整的锂电池结构中,在负极与正极之间连接有隔膜。电解液与负极间的界面也被称为隔膜。隔膜是电池中最重要的部件之一,它直接影响电池循环寿命,影响消费者的使用体验。一般来说,在正极与负极之间的隔膜上采用较薄的负极材料。但是要想降低成本和提高效率,必须采用相对较薄的正极材料来提高电压。当正极与负极采用硅基聚合物时,则采用低成本的硅或聚乙烯醇基材料的 PVDF膜(PVDF也称为 LFP)。


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