鋰電池制造商鋰電池的工作原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用分析。鋰電池是一種可充電電池，主要依靠鋰離子在正負(fù)極之間移動(dòng)。鋰電池具有能量密度高、占地面積小、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在生活中得到了廣泛的應(yīng)用。鋰電池在現(xiàn)代生活中的作用越來越重要，本文介紹了鋰電池的工作原理、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用。
鋰電池是如何工作的
鋰電池是一種可充電電池，主要依靠鋰離子在正負(fù)極之間移動(dòng)。在充放電過程中，Li+插層脫嵌在兩個(gè)電極之間：在充電電池中，Li+從正電極上被借記，通過電解液插入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；在放電過程中，則相反。以鋰為電極的材料是現(xiàn)代高性能電池的代表。
鋰離子電池的工作原理是充放電原理。當(dāng)鋰電池放電時(shí)，電子和Li+同時(shí)作用，方向相同，但路徑不同，電子通過外部電路由負(fù)向正極；鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液流出，“游泳”到達(dá)正極并與運(yùn)行了很長時(shí)間的在一起結(jié)合。
在鋰電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極到負(fù)極再到正極的移動(dòng)狀態(tài)。如果我們把鋰離子的電池比作搖椅，搖椅的兩端就是電池的兩極，鋰離子就像一個(gè)優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員在搖椅的兩端來回奔跑。所以專家給電池起了個(gè)可愛的名字，搖椅電池。
鋰電池的結(jié)構(gòu)
鋰電池的結(jié)構(gòu)由五部分組成：正極、負(fù)極、電解液、隔膜、外殼和電極引線。鋰電池的結(jié)構(gòu)可分為纏繞型和堆積型兩大類。液體鋰電池具有纏繞結(jié)構(gòu)，而聚合物鋰電池同時(shí)具有纏繞結(jié)構(gòu)。
陰極材料：活性材料、導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體。在鋰電池中，正材料市場容量最大，附加值較高，約占鋰電池成本的30%，毛利率低水平15%，高水平70%以上。目前，材料已批量應(yīng)用于鋰電池，主要包括鋰鈷氧化物、鋰錳氧化物、鋰鎳鎳錳氧化物、鋰鈷鎳錳氧化物和磷酸鐵鋰。
負(fù)極材料：活性物質(zhì)（石墨，MCMB，CMS）、粘合劑、溶劑和基體。負(fù)電極材料在鋰電成本中所占比例較低，主要包括碳負(fù)極材料和非碳負(fù)極材料。
隔膜：隔膜作為隔離電極的裝置放置在兩極之間，藉以避免了兩極活性物質(zhì)直接接觸導(dǎo)致鋰電池內(nèi)部短路。隔膜仍然需要能夠讓帶電離子通過形成一條路徑。主要的鋰電池隔膜材料產(chǎn)品包括單層PP、PE、PP+陶瓷涂覆、PE+陶瓷涂覆、雙PP/PP和三層PP/PE/PP。
電解液：外殼五金（鋼殼、鋁殼、蓋板、耳、絕緣片、絕緣帶）較好的電解液是LiPF6，但價(jià)格昂貴；其他有LiAsF6，但毒性大；LiClQ，具有強(qiáng)氧化性；有機(jī)溶劑包括DEC、DMC、DME等。
電池外殼：分為鋼外殼（方形很少使用）、鋁外殼、鍍鎳鐵殼（用于圓柱形電池）、鋁塑膜（軟包裝）等，以及電池蓋，也是電池的正負(fù)引出端。
鋰電池的適用范圍
從中國鋰電池應(yīng)用市場的發(fā)展來看，越來越多的鎳鎘電池和鎳氫電池將被鋰電池取代；在IT領(lǐng)域，筆記本電腦發(fā)展迅速，手機(jī)年平均更換率不低于15%；數(shù)碼產(chǎn)品銷量的穩(wěn)步增長將帶動(dòng)鋰電池出貨量的增長。除了這些便攜式鋰電池應(yīng)用外，電動(dòng)工具、備用電源和車載電源顯示出鋰電池應(yīng)用的廣闊前景。鋰電池也開始進(jìn)入軍工領(lǐng)域。
目前，鋰離子電池廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)工具、電動(dòng)車、路燈、備用電源、航空燈、家用電器等領(lǐng)域，可以說是最大的應(yīng)用群體。該電池主要用于消費(fèi)品、數(shù)碼產(chǎn)品、動(dòng)力產(chǎn)品、醫(yī)療和安全。
鋰電池因其良好的性能、高的環(huán)境適應(yīng)性和綠色的環(huán)保而被廣泛應(yīng)用于商業(yè)應(yīng)用，電池的良好性能體現(xiàn)在其高儲能密度上，約為鉛酸蓄電池的6倍，而其重量僅為鉛酸蓄電池的1/6，電池的循環(huán)壽命可達(dá)到6年以上。
鋰電池的高環(huán)境適應(yīng)性體現(xiàn)在其高功率承載能力、較強(qiáng)的耐低溫性和較低的自放電概率，大大擴(kuò)展了電池的應(yīng)用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域；其綠色環(huán)保體現(xiàn)在鋰電池的生產(chǎn)和使用中，不含有或產(chǎn)生任何有害的金屬元素和物質(zhì)，如鉛、汞、鎘。
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