
锂电池是一种新型的电池类型,它的储能密度很高,容量可以达到数百甚至上千安时 。其特点是安全、快速并可重复使用 。锂电池中不含杂质也不含重金属,它是一种固体聚合物锂电池,其体积比容量为1.8-2.2 Ah/kg时重量可忽略不计 。它具有高安全性、低成本、长寿命和长循环等特点 。
一、隔膜
隔膜(bluemicro-assisted poly, BASF)是锂电池中最重要的组成部分之一,也是电池组的关键材料与结构部件之一,是锂离子电池设计过程中最为重要及最困难的部分之一,它直接影响电池的容量、循环寿命和循环充放电效率 。隔膜的种类主要包括:一元(Li)四元(MnO)多孔隔膜(LiCoO)、二元(PVDF)单层隔膜(PVDF)、三元(MnO)多层膜(MnBitTube)、四元(Mineral)多层膜(MinerBatch) Batch)多层膜和复合隔膜等分类标准规定了各种隔膜的具体种类和技术要求,是电池设计中最重要的部分之一 。隔膜一般由厚度约5μ m的基膜和一层涂覆有隔膜溶液的金属离子膜组成、厚度约为0.05μ m的有机涂层和厚度约为0.05μ m的金属氧化物表面组成 。隔膜主要由两层组成:一层是有机涂覆隔膜,另一层是无机涂层隔膜 。其中有机涂敷隔膜的电化学性能相对较好、耐高温性能优越;而无机涂覆隔膜则在高温下有很好的导电性,可以保持较长的工作寿命 。
二、电解液
电解液是锂电池中的核心,是电解液的核心材料,它影响着电池的寿命 。电解液可分为:锂离子电池用正极电解液、锂离子电池用负极电解液、锂硫电池用正极电解液、锂硫型电解液、氟化锂电解液、硅基锂基碳酸酯及有机锂复合电解液等 。正极电解液要求无污染,不含有水分,且具有良好的导电性,一般情况下,电解液浓度为1%~2%即可满足锂电池正极反应 。有机电解液要求无污染,最好使用中性化学性溶剂或无溶剂电解液 。氟化锂复合电解液要求在溶液中含有对金属离子反应非常弱和对阴极具有极好的保护性能等特色 。目前有机电解液有四大类:丙烯酸酯型、丁二醇甲酸酯型、环氧乙烷型和甲基吡咯烷型以及氟化锂复合电极电解液等,其中丙烯酸酯型用于制备新型的 LiFeO膜 。
三、电极
电极在电芯中的位置,它的作用是将电转化为化学能并储存起来 。在电极内部,它分为隔膜和电解质两个部分 。隔膜主要用于隔开两个电极之间的接触,在使用时需要用玻璃或塑料进行粘接 。电解质主要是正负极之间接触,用特殊金属丝进行连接 。
四、正负极
正负极通常由金属负极和导电体组成 。金属负极易发生析氢,因而对其寿命和安全性有很大影响,材料要选择导电性能好的阳极材料将大大提高电池性能 。导电体通常为合金或者铜基导体 。导电体的化学成分主要有两类:第一类是氧化还原电极活性物质的主要成分都是氧化锂,因此在电解液中不存在任何活性物质;第二类是无机电解质如碳、石墨等 。正负极极柱是由铜基金属构成的,通过电极之间发生电化学连接而成,由于具有很强的磁性,所以也称为“导体” 。因此负极柱在电池中起着极重要的作用 。
【锂电池结构五大组成部分】
五、连接片
连接片是一种可调节的机械部件,连接片通过机械杠杆作用将电池组与外部电极之间的压力传递到充放电过程中的电极接触面上 。该连接片还可控制电池组的电压输出 。在锂电组装过程中,可能会出现极片与极耳(电极与负极耳)、极耳与电解液、电极与隔膜、极片与电芯等一系列复杂的连接过程 。在完成以上步骤后,连接片将被连接成一个完整的闭合电路,即电池模块之间的直接连接 。
