“”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。所以,長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展,現在鋰電池已經成為了主流。鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的。
鋰,原子序數3,原子量6.941,是最輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓,科學家們發明了用石墨及鈷酸鋰等材料來儲存鋰原子。這些材料的分子結構,形成了納米等級的細小儲存格子,可用來儲存鋰原子。這樣一來,即使是電池外殼破裂,氧氣進入,也會因氧分子太大,進不了這些細小的儲存格,使得鋰原子不會與氧氣接觸而避免爆炸。的這種原理,使得 人們在獲得它高容量密度的同時,也達到安全的目的。充電時,正極的鋰原子會喪失電子,氧化為鋰離子。
鋰電研發設備在使用中也會出現一些常見的問題,是什么原因引起的?鋰電研發設備容量低:1、附料量偏少;?2、極片兩面附料量相差較大;3、極片斷裂;4、電解液少;5、電解液電導率低6、正極與負極配片未配好;7、隔膜孔隙率小;8、膠粘劑老化→附料脫落;9、卷芯超厚(未烘干或電解液未滲透)10、分容時未充滿電;電池內阻高:1、負極片與極耳虛焊;2、正極片與極耳虛焊;3、正極耳與蓋帽虛焊;4、負極耳與殼虛焊;5、鉚釘與壓板接觸內阻大;
也是有正極材料、負極材料,只不過正極材料可以用現有的正極材料,也可以用不含鋰的正極材料,負極材料也可以用現在的石墨,也可以不用,用金屬鋰做負極材料。金屬鋰的容量是石墨容量的10倍,所以這就是為什么的能量密度比現在的要高,達到500瓦時/公斤,中間的電解質不是液態,是固態,就沒有燃燒的問題了。能量密度可以大于和等于500瓦時/公斤,不燃燒,不爆炸。這是目前國際上已經運行的,大概已經有4000多輛車,電池是磷酸鐵鋰做正極,金屬鋰做負極,中間是聚合物的固態電池
的正極材料有鈷酸鋰LiCoO2 、三元材料Ni+Mn+Co、錳酸鋰Li2MnO4加導電劑和粘合劑,涂在鋁箔上形成正極,負極是層狀石墨加導電劑及粘合劑涂在銅箔基帶上,至今比較先進的負極層狀石墨顆粒已采用納米碳。1、涂膜:通過自動涂布機將正負極漿料分別均勻地涂覆在金屬箔表面,經自動烘干后自動剪切制成正負極極片。2、裝配:按正極片-隔膜-負極片-隔膜自上而下的順序經卷繞注入電解液、封口、正負極耳焊接等工藝過程,即完成的裝配過程,制成成品電池。
所謂壽命是指電池在使用過一段時間后,容量衰減為標稱容量(室溫25℃,標準大氣壓,且以0.2C放電的電池容量)的70%,即可認為壽命終止。行業內一般以鋰電池滿充滿放的循環次數來計算循環壽命。在使用的過程中,內部會發生不可逆的電化學反應導致容量下降,比如電解液的分解,活性材料的失活,正負極結構的坍塌導致鋰離子嵌入和脫嵌的數量減少等等。實驗標明,更高倍率的放電會導致容量更快的衰減,如果放電電流較低,電池電壓會接近平衡電壓,能釋放出更多的能量。
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