1.定义:
锂电池的技术背景
锂电池的全称应该叫离子电池(简称LIB),在90年代 。
当初索尼产业化钾电池 。它使用碳作为负极,使用含钾化合物作为正极;在充放电过程中,没有金属锂,只有锂离子,这就是锂离子电池名字的由来 。
2.内部结构:
锂离子电池由正极、负极、电解液和隔膜组成 。正极由含锂的过渡金属氧化物组成,常用的材料有锰酸钾、三元材料、磷酸铁钾 。负极:石墨、石墨化碳材料、改性石墨、石墨化中间相碳颗粒电解质:一种有机电解质,主要由六氟磷酸钾(LiFL)制成 。)和有机溶剂 。(六氟磷酸是由溶解在无水氟化氢中的五氯化磷和氟化锂反应结晶而成 。)
隔膜:一种特殊的复合膜,其作用是隔离正负极,阻止电子通过,允许钾离子通过,从而完成电化学充放电时锂离子在正负极之间的快速传递 。目前主要是聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)微孔膜 。
3.工作原理
当电池由外接电源充电时,正极上的电子E从外电路跑到负极,离子Li+从正极“跳跃”到电解液中,通过隔膜上的卷绕孔“爬行”,游到负极,与已经跑完的电子结合 。电池放电时,机理和充电正好相反 。以LiFePO4为例,其化学反应方程式为:
充电:life po 4-xli-xexfepoa+(1-)life po 4
放电:fepo 4+xli ++ xe x life po 4+(1-x)life po 4 。
4.锂电池分类:
文章插图
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聚合物钾电池和钾离子电池的主要区别在于电解液 。钾离子电池的电解液为液体,聚合物电池的电解液为胶体,或者固体聚合物钾电池的反应原理与钾离子电池相同,一般为软包形式,形状可塑性强 。锂离子电池通常是圆柱形或方形的 。从安全角度来说,聚合物电池比钾离子电池更安全 。
5.电池充电曲线 ( cc-cv模式)
恒压模式一般称为涓流充电,其电流一般很小(01C以下),充满1/10的容量需要整个充电时间的1/3 。
6.电池产业链
在上游原材料中,正极材料是锂电池中最关键的原材料,直接决定了电池的安全性能和电池能否做大 。同时也是钾电池成本最高的材料,约占电池芯材料成本的1/3 。
磷酸亚铁锂(又称钾铁磷)电池是指由LiFePO磷酸铁极性材料制成的新鲜磷酸铁电池,其工作原理与钾离子电池相同 。
LiFePO的正确化学式是LiMPO,(M可以是任何金属,如Fe、Co、Mn、Ti等 。).
它的物理结构是橄榄石结构 。从结构上看,AyMPOA,Li-MFePO,LiFePOa 。钼可用作锂离子电池的正极材料 。
特点是不含贵重元素,原料价格低廉,地球上磷、铁、锂资源丰富,喂养起来不会有大问题 。
除了钾电池的共同特点外,还有一些独特的优点,如工作电压适中(3.2V),容量大(170mAh/g),放电功率高,日充电快,循环寿命长(可达2000次),在高温高热环境下稳定性高 。
磷酸亚铁锂的特性分析(一):优点1 。LiFePO4电池标称电压3.2 V(稳定放电平台),终端充电电压3.6V,终端放电电压2.0V 。
2.大比容量高效率输出:标准放电2~5C,连续大电流放电可达10C,瞬时脉冲放电(10S)可达20C 。
3.工作温度范围宽(-20℃ -+75℃),高温下性能良好:外部温度65℃时内部温度高达95℃,电池放电时温度可达160℃ 。电池内部结构安全完好:即使电池内部或外部受损,电池也不会燃烧爆炸,安全性最好 。
4.优异的循环寿命 。500次循环后,其放电容量仍大于95% 。
5.实验室制备的磷酸铁钾电池在IC测试时循环寿命高达2000次 。
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