鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:926次 | 2020年09月15日
鋰離子電池的結(jié)構(gòu)原理
電池內(nèi)部重要由正極、負(fù)極、電解液和隔膜4部分組成,這些材料被封裝在一個(gè)圓柱形的鋼瓶?jī)?nèi)。由于正極材料上有很多微型的孔洞,所以可以儲(chǔ)存大量電子。在放電過程中,這些電子通過外電路,移動(dòng)到正極材料上。當(dāng)電池接通外部用電器之后,會(huì)形成從正極到用電器再到負(fù)極的回路。這就是電池的基本工作原理。
負(fù)極材料其實(shí)是我們很常見的石墨。由于石墨天然具有很多孔洞,并且導(dǎo)電性好,其能夠抓住電子的容量要大大超過正極材料。所以關(guān)于鋰離子電池來說,重要的瓶頸卡在正極材料上。這也是各大電池公司為了提高鋰離子電池的帶電量(能量密度),不斷的在對(duì)正極材料性能進(jìn)行改進(jìn)的原因。我們常說的三元鋰和磷酸鐵鋰,指的都是正極材料。
在傳統(tǒng)的鉛酸電池領(lǐng)域,電解液采用的是成本極低的稀硫酸。這也是為何我們有時(shí)在更換汽車電瓶時(shí),一個(gè)新電瓶在首次使用的時(shí)候要往里面加注一次液體,這個(gè)液體就是電解液。由于稀硫酸的重要成分是水,水在酸性粒子的用途下會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)電性,所以可以在電池內(nèi)部行成電流回路。但由于水的導(dǎo)電性差,傳統(tǒng)鉛酸電池的電壓只有不到2伏,而我們使用的鋰離子電池,單個(gè)電芯的電壓可以達(dá)到3-4伏,所以要用鋰鹽來替代傳統(tǒng)的水基電解液。
隔膜的用途是用來阻斷電子,讓電子沿著外電路路徑流動(dòng),但離子可以通過隔膜,這樣既能行成回路,又不會(huì)讓正負(fù)極短路。