锂电池内部构造 「材料课堂」科普:锂离子电池的结构

小编 2024-10-23 锂离子电池 23 0

「材料课堂」科普:锂离子电池的结构

本文主要讲锂离子电池的相关技术,仅供参考。手机电池由三部分组成:电芯、保护电路和外壳。当前手机电池一般为锂离子电池(不规范的场合下常常简称锂电池)。

锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电池时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池。是现代高性能电池的代表。

一、锂离子电池的历史

二、锂离子电池的电化学反应式

现人俗称锂离子电池的这种可逆反应方式为摇篮式反应,充电时锂离子Li+从正极透过隔膜往负极跑。放电是反之。如此”摇摆”就形成了可充电的锂离子电池基本机理。

三、锂离子电池的优缺点简介

  四、聚合物锂离子电池的历史

五、聚合物锂离子电池的优缺点

六、圆柱型锂离子电池的结构

此结构一般为液态锂离子电池所采用,也是最古老的结构之一,偶尔在较早的手机上还能找到它的影子,大多数用在笔记本电脑的电池组里面。

七、方形锂离子电池的结构

应用较普遍的液态锂离子电池形态,广泛的应用在各个移动电子设备的电池组里面,特别是手机电池。图右面的是sanyo生产的UP383450,即3.8mm*34mm*50mm,标称容量已经达到650mAh。

八、纽扣型锂离子电池的结构

此种可充电的锂离子电池不常见,容量不大,在几个到几十mAh之间,应用领域也不广泛。类似的产品都是采用一次性的锂电池或黄金电容。国内武汉力兴曾有类似产品,只见其介绍,本人未测试过,不知性能如何?

九、聚合物锂离子电池的结构

这就是聚合物锂离子电池的典型结构,图中的结构称为卷绕式,也有层叠式的,其外面包裹上一层复合铝箔后基本形状就象右面的图片。(注右面的聚合物锂离子典型为sony生产的UP293559,即厚度为2.9mm,长宽为35mm*59mm,不算两个极耳的尺寸)

本文来自“电子发烧友”。

锂电池内部用的是什么样的电芯?拆一块来看看

锂电池的重要组成部分便是锂电池电芯,电芯是电池最基本的组成单元。所以,我们这次重点来讲一讲关于锂电池电芯的几个小知识。

首先,锂电池电芯有这几种分类方式,以包装的方式可以分为三类:钢壳电芯,铝壳电芯和铝塑膜软包电芯;

图片来源于网络

以内部的电解液不同可以分为两类:液态锂离子电芯(电解液是液态的)、聚合物锂离子电芯,电解液是固体或胶体聚合物,目前大部分采用聚合物胶体电解液;以结构不同来分类可以分为方形电芯和圆柱形电芯。

举个我们房车上常用的磷酸铁锂电池例子,磷酸铁锂电芯它有钢壳类的圆柱形电芯、有铝壳类的电芯,也有铝塑膜类的软包电芯,使用的电解液根据电芯外壳类型而定,钢壳和铝壳的电芯使用液态电解液,软包主要使用胶态或固态电解液,基本不使用液态电解液,所以,聚合物锂电芯一般就是指软包锂电芯。

图片来源于网络

拆开RENOGY的智能磷酸铁锂电池,可以看到它的内部使用的是软包电芯,为什么使用软包电芯,它有什么优势呢?

RENOGY如果新能源磷酸铁锂电池内部电芯构造

一、安全性能好,软包电芯采用铝塑膜包装,发生安全问题时,软包电芯一般会鼓包,而不像钢壳或铝壳电芯那样发生爆炸;

RENOGY如果新能源磷酸铁锂电池内部软包电芯

二、重量轻,软包电芯重量较同等容量的钢壳锂电芯轻40%,较铝壳锂电芯轻20%;

三、内阻小,软包电芯的内阻较小,可以极大地降低电池的自耗电;

四、循环性能好,软包电芯的循环寿命更长,100次循环衰减比铝壳少4%~7%;

五、厚度小,能做得更薄,软包电芯厚度可做到2.5mm以下,钢壳或铝壳厚度做到3.6mm以下时存在技术瓶颈;

RENOGY如果新能源磷酸铁锂电池内部电芯

六、容量大,同等规格的软包电芯实际容量比钢壳电芯实际容量多5-10%;

七、设计灵活,外形可变任意形状,可根据需求定制,开发新的电芯型号;

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