工業(yè)鋰電池組的電芯種類,鋰電池電芯設(shè)計原理及結(jié)構(gòu)

來源：存能電氣  日期：2019-11-07 14:26  瀏覽量：次

　　工業(yè)鋰電池組的電芯種類，鋰電池電芯設(shè)計原理及結(jié)構(gòu)。對于我們而言，無論是手機的鋰電池，還是電動車的電瓶再或是電動汽車的能源，都可以是鋰電池。隨著鋰電池的應(yīng)用越來越廣泛，大電流、大容量的電池需求量日益增大，鋰電池組的電芯要求也嚴(yán)格。下面存能小編簡單為大家介紹一下工業(yè)鋰電池組的電芯種類、設(shè)計原理及結(jié)構(gòu)，幫助大家更好的了解鋰電池，更好的應(yīng)用鋰電池。

　　工業(yè)鋰電池組的電芯種類

　　●錳酸鋰在工業(yè)鋰電池電芯中，歷史使用時間較長的一種電芯材料，它的安全性是比較高的，尤其是抗過充能力強。另外，它的材料價格也比較便宜，并且對生產(chǎn)工藝要求相對不高。但它也存在著明顯的缺陷，錳酸鋰的高溫性能不佳。

　　●磷酸鐵鋰它的安全性是首屈一指的，其電池正極材料不含任何對人體有害的重金屬元素，同時壽命也是很長在100%磷酸鐵鋰的優(yōu)點是在于它的安全性和使用壽命上，但是它有和錳酸鋰相對的缺點，就是它的低溫性能不佳。

　　●三元鋰在同一只電芯內(nèi)部會形成協(xié)同效應(yīng)，能夠同時具備材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、活性和低成本三個特性，但是其安全性不佳，如果發(fā)生熱失控就會產(chǎn)生大量的有毒氣體，危險性較大。

　　鋰電池電芯設(shè)計原理及結(jié)構(gòu)

　　▲設(shè)計原理

　　鋰電池組是由陰極和陽極組成，分離并通過電解質(zhì)連接。電解質(zhì)傳導(dǎo)離子但是電子的絕緣體。在充電狀態(tài)下，陽極含有高濃度的嵌入鋰，而陰極含有鋰。在放電期間，鋰離子離開陽極并通過電解質(zhì)遷移到陰極，而其相關(guān)的電子被集電器收集以用于為電氣裝置供電。模塊和電池中的單元設(shè)計和組合差別很大。

　　鋰電池中的電極始終是固體材料?？梢愿鶕?jù)它們的電解質(zhì)區(qū)分離子類型，所述電解質(zhì)可以是液體，凝膠或固態(tài)組分。凝膠和固態(tài)電池中的電解質(zhì)代表結(jié)構(gòu)部件，并且不需要額外的保護板來有效地分離電極和避免短路。形狀可以是圓柱形和棱柱形。

　　▲結(jié)構(gòu)

　　(1)正極材料：電極電勢較高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的具有嵌鋰能力的層狀或尖晶石結(jié)構(gòu)的過渡金屬氧化物或聚陰離子型化合物，如鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等。

　　(2)負(fù)極材料：電位接近鋰電位、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的并可大量儲鋰的層狀石墨、金屬單質(zhì)及金屬氧化物，如石墨、中間相碳微球、鈦酸鋰導(dǎo)電集流體使用厚度7-15微米的電解銅箔等。

　　(3)隔膜：一種經(jīng)特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔結(jié)構(gòu)，可以讓鋰離子自由通過，而電子不能通過。

　　(4)有機電解液：溶有電解質(zhì)鋰鹽的有機溶劑，提供鋰離子，聚合物的則使用凝膠狀電解液。

　　(5)電池外殼：分為鋼殼、鋁殼、鍍鎳鐵殼、鋁塑膜等。還有電池的蓋帽，也是電池的正負(fù)極引出端。

　　鋰離子電池早已滲透到人類社會的方方面面，在支持工業(yè)化社會的正常運作方面，起著無可替代的作用。電池雖小，但它所涉及到的方面卻極其復(fù)雜，因此，研究者還需根據(jù)背景信息進行細(xì)致考察并得出合理的結(jié)論。