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【十分钟学锂电】锂离子电池的工作原理

来源:锂电网 | 作者:江亚鹏 | 分类:学术 | 时间:2017-06-20 | 浏览:7202
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化学电池的基本原理相同,归根结底就是氧化还原反应,锂离子通过隔膜在正负极之间移动,电子在外电路移动形成电流。化学方程式如下:

【十分钟学锂电】锂离子电池的工作原理

一、锂电池隔膜要求:

1、具有电子绝缘性,保证正负极的机械隔离;

2、有一定的孔径和孔隙率,保证低的电阻和高的离子电导率,对锂离子有很好的透过性;

3、由于电解质的溶剂为强极性的有机化合物,隔膜必须耐电解液腐蚀,有足够的化学和电化学稳定性;

4、对电解液的浸润性好并具有足够的吸液保湿能力;

5、具有足够的力学性能,包括穿刺强度、拉伸强度等,但厚度尽可能小;

6、空间稳定性和平整性好;

7、热稳定性和自动关断保护性能好;动力电池对隔膜的要求更高,通常采用复合膜。

锂电池隔膜材料主要是多孔性聚烯烃。

二、正极材料要求:

1、嵌、脱锂电位高,以保证电池高电压;

2、嵌、脱锂容量高,以保证电池高比容量和比能量

3、与电解质优良的相容性;

4、化学反应温和;

5、反应可逆性;

6、空气中稳定好。

常见的正极材料:

1、如钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、磷酸铁锂(LiFePO4)等

2、三元材料是指三种化学成分(元素),组分(单质及化合物)或部分(零件)组成的材料整体,如Li(NiCoMn)O2。

三、负极材料要求:

1、嵌、脱锂电位低;

2、嵌、脱锂容量高;

3、电化学循环性能好;

4、电解质溶液中稳定。

常见的负极材料:

1、无极非金属,如石墨类碳材料;

2、金属类,镍锡合金、铜铝合金、铝锰合金等;

3、金属氧化物,如Co3O4、CoO、NiO、TiO2、Fe2O3等。

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