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锂离子电池分类以及现在常见的主流技术有什么?

2021-06-17   点击量:324

人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如锂离子电池。锂离子电池按所用电解质材料的不同,可分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(pLB)两类。锂离子电池按工作环境分:高温锂离子电池、低温锂离子电池、常温锂离子电池,按电解质状态分:液态锂离子电池、凝胶锂离子电池固态锂离子电池,按形状分:方形锂离子电池、圆柱型锂离子电池、椭圆形锂离子电池,按包装形式分:刚性外壳锂离子电池、软包外壳锂离子电池。


锂金属电池是将二氧化锰作为正极材料,将锂金属或其合金金属用作负极材料的电池。锂离子电池使用锂合金金属氧化物作为正极材料,并使用石墨作为负极材料。锂金属电池不够稳定,无法充电,因此它们不是二次电池。有关新能源汽车,我们通常所说的锂离子电池是锂离子电池。


锂离子电池:锂离子电池系统分为三元系统,锂铁锂酸系统,钛酸锂阳极系统,碳纳米管,石墨烯添加和快速充电系统。该技术分为绕线技术,叠层技术;圆柱电池,方形电池;软包装技术,铝壳技术。


电池充电时,正极上的锂原子会离子化成锂离子和电子(脱嵌),并且锂离子会通过电解质移至负极,从而获得电子,这些电子被还原为锂原子并被插入到碳层的微孔(插入);电池放电此时,嵌在负极碳层中的锂原子失去电子(脱嵌)并变成锂离子。它们穿过电解质,然后移回正极(插入)。锂离子电池的充放电过程,即锂离子在正负电极之间。及时持续嵌入和去嵌入的过程伴随着等效电子的嵌入和去嵌入。锂离子的数量越多,充电和放电容量越高。


锂离子电池的重要成分:活性物质,是直接参与电化学反应的物质。锂离子电池的正极活性物质是锂脱嵌化合物。当前,已经使用了钴酸锂,锰酸锂,镍酸锂,三元(锰酸锂镍钴),磷酸铁锂等。负极活性材料重要包括石墨化碳材料,非晶碳材料,氮化物,硅基材料,新合金和其他材料。次要成分:它不直接参与电极反应,但可以提高电池的电导率和处理性能。重要有集电器,粘合剂和导电剂。


锂离子电池的生产工艺路线:目前,锂离子电池的生产工艺有圆柱形和方形两种。圆柱重要由18650和26650表示。正方形重要由铝壳和铝塑膜软包装组成。它们分为制造过程。关于缠绕过程和层压过程,软包装重要基于层压过程,而铝制外壳则重要基于缠绕过程。目前,国内一些动力锂电池公司也使用软包装缠绕工艺。简而言之,每个过程都有其自己的目的。优点和缺点的目的是如何生产适合电动汽车的最佳电池。


让我说说锂钴氧化物作为锂离子电池的鼻祖。当然,也可以首先用作动力锂离子电池。它最初在TeslaRoadster上使用,但由于其低循环寿命和安全性,事实证明它不适合用作动力锂离子电池。为了弥补这一不足,特斯拉使用了世界上最好的电池管理系统来确保电池的稳定性。钴酸锂目前在3C领域中占有很大的市场份额。


第二个是锰锂离子电池,最早由电池公司AESC提出。这个AESC并不小。它是日产汽车与NEC的合资公司。锰酸锂的代表性模型是日产聆风。由于其价格低,能量密度适中且具有一般安全性,因此它具有所谓的更好的整体性能。所谓的成功与失败也是由于这种不温不火的特性,它逐渐被新技术所取代。


大容量方形电池是动力锂电池发展方向。在日本,以18650圆柱电池为主,全自动化生产设备,源于成熟的镍氢电池产业;在我国,大容量电池的全自动化生产制造设备的发展,工艺路线的不断发展和成熟,保证了大容量电池的品质、一致性、安全性,也保证了电源成组技术的执行。本文只能带领大家对锂离子电池有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。


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钜大特种电池工程研究院

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