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锂电池的结构原理分析铜条

2022-10-10
锂电池的结构原理分析

锂离子电池的结构原理

假如见过锂离子电池电芯的话一定了解,它的外观跟我们常用的5号电池差不多,只是尺寸稍微大一点。我们从外部就能看到电池的正极和负极,以及整个电池的外壳。而电池内部的结构和工作原理又是怎么样的呢?

电池内部重要由正极、负极、电解液和隔膜4部分组成,这些材料被封装在一个圆柱形的钢瓶内。由于正极材料上有很多微型的孔洞,所以可以储存大量电子。在放电过程中,这些电子通过外电路,移动到正极材料上。当电池接通外部用电器之后,会形成从正极到用电器再到负极的回路。这就是电池的基本工作原理。

负极材料其实是我们很常见的石墨。由于石墨天然具有很多孔洞,并且导电性好,其能够抓住电子的容量要大大超过正极材料。所以关于锂离子电池来说,重要的瓶颈卡在正极材料上。这也是各大电池公司为了提高锂离子电池的带电量(能量密度),不断的在对正极材料性能进行改进的原因。我们常说的三元锂和磷酸铁锂,指的都是正极材料。

低温磷酸铁锂电池3.2V 20A
-20℃充电,-40℃ 3C放电容量≥70%

充电温度:-20~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃支持最大放电倍率:3C
-40℃ 3C放电容量保持率≥70%

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在传统的铅酸电池领域,电解液采用的是成本极低的稀硫酸。这也是为何我们有时在更换汽车电瓶时,一个新电瓶在首次使用的时候要往里面加注一次液体,这个液体就是电解液。由于稀硫酸的重要成分是水,水在酸性粒子的用途下会出现导电性,所以可以在电池内部行成电流回路。但由于水的导电性差,传统铅酸电池的电压只有不到2伏,而我们使用的锂离子电池,单个电芯的电压可以达到3-4伏,所以要用锂盐来替代传统的水基电解液。

隔膜的用途是用来阻断电子,让电子沿着外电路路径流动,但离子可以通过隔膜,这样既能行成回路,又不会让正负极短路。

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