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介紹鋰離子電池的工作原理

鉅大LARGE  |  點擊量:1906次  |  2021年04月06日  

鋰離子電池的應用越來越廣泛,手機電腦上用的大多都是鋰離子電池。那么鋰離子電池是如何工作的呢?


工作原理其實就是指的其充放電原理。電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經過電解液運動到負極。負極的碳呈層狀結構,它有很多微孔,到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入碳層的鋰離子越多,充電容量越高。當對電池進行放電時,嵌在負極碳層中的離子脫出,又及運動回到正極,回到正極的鋰離子越多,放電容量越高。


大家可以看出來,鋰離子電池的工作原理就是鋰離子在正負極來回游動,假如所選用的正負極合金,那么鋰離子電池可以無限壽命的使用下去。但是現實中我們了解我們所用的手機電池壽命是越來越少的,剛買的手機可以一整天不充電,但是用幾個月后,手機就不耐用了,這是什么原因造成的呢?重要是所使用的正負極在使用過程中發生了損壞造成的,而且這種損壞還是不可逆的,因此會導致其容量降低。所有的鋰離子電池爆炸都是由短路引起的,引起短路的現象有過充、過放、過流、過熱,它們是通過鋰離子電池內部結構而形成電池短路的,所謂內因決定外因的意思,鋰離子電池結構本身是一個工藝制造過程,而工藝制造過程是難以100%防止瑕疵存在的。


鋰離子逗留的正負極應該潔凈,穿梭其間的電解液、隔膜也應無雜質,但在制造過程中,電解液與隔膜難以完全防止沾著金屬粉塵、銅箔或者鋁箔等碎片。當人們使用不當(過充、過放、過流)或者把鋰離子電池置于極端環境(過高溫度)下,鋰離子電池就會過熱,碎片在常溫下的安靜狀態被打破,從而會在一個較熱的電解液空間中進行熱運動。下一步,假如碎片接近了隔膜,熱的碎片將影響隔膜的隔離用途,也就造成短路。


可見,短路是由于兩個原因引起的:一是電池體內有雜質,二是雜質會運動,二者的中介是發熱,因此,短路必然有發熱伴隨,而發熱并不必然短路。第三步,短路會迸發火花,而電解液是易燃液體,火花在一個密閉的空間中就會引發電池的燃燒和爆炸,這一點很容易理解。因此,現在有一種聚合物鋰離子電池以膠體電解質代替液體電解質,可以降低短路的概率。但也不能完全防止。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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