鋰電池廠商淺談鋰離子電池化成原理和工作原理

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-05-26 16:17  瀏覽量：次

鋰電池廠商淺談鋰離子電池化成原理和工作原理。鋰離子電池是指分別用二個(gè)能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池。人們將這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來(lái)完成電池充放電工作的，獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”，俗稱“鋰電”。下面由鋰電池廠商淺談鋰離子電池化成原理和工作原理。

鋰離子電池化成原理

鋰離子電池的化成是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，同時(shí)也是影響電池性能很重要的一道工序，因?yàn)樵贚i+第一次充電時(shí)，Li+第一次插入到石墨中，會(huì)在電池內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在電池首次充電過(guò)程中不可避免地要在碳負(fù)極與電解液的相界面上、形成覆蓋在碳電極表面的鈍化薄層，人們稱之為固體電解質(zhì)相界面或稱SEI膜。

鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳，常見(jiàn)的正極材料主要成分為L(zhǎng)iCo2，充電時(shí)加在電池兩極的電勢(shì)迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中，放電時(shí)鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合，鋰離子的移動(dòng)產(chǎn)生了電流。

鋰離子電池化成過(guò)程中的主要作用

鋰離子電池的化成主要有兩個(gè)方面的作用：一是使電池中活性物質(zhì)借助于第一次充電轉(zhuǎn)化成具有正常電化學(xué)作用的物質(zhì)；二是使電極主要是負(fù)極形成有效的鈍化膜或SEI膜，為了使負(fù)極碳材料表面形成均勻的SEI膜，通常采用階梯式充放電的方法，在不同的階段，充放電電流不同，擱置的時(shí)間也不同，應(yīng)根據(jù)所用的材料和工藝路線具體掌握，通常化成時(shí)間控制在24h左右。

鋰離子電池工作原理

鋰離子電池內(nèi)部成螺旋型結(jié)構(gòu)，正極與負(fù)極之間由一層具有許多細(xì)微小孔的薄膜紙隔開(kāi)。鋰離子電芯是一種新型的電池能源，它不含金屬鋰，在充放電過(guò)程中只有鋰離子在正負(fù)極間往來(lái)運(yùn)動(dòng)，電極和電解質(zhì)不參與反應(yīng)。

當(dāng)對(duì)電池進(jìn)行充電時(shí)，電池的正極有鋰離子生成，鋰離子經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到負(fù)極，與早就通過(guò)外部電路跑到負(fù)極的電子結(jié)合在一起。而作為負(fù)極的碳呈現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu)有很多微孔，到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多充電容量越高。放電時(shí)電子和Li+都是同時(shí)行動(dòng)的，方向相同但路徑不同，電子從負(fù)極通過(guò)外部電路跑到正極；鋰離子從負(fù)極經(jīng)過(guò)電解液運(yùn)動(dòng)到正極，與早就跑過(guò)來(lái)的電子結(jié)合在一起。我們通常所說(shuō)的電池容量指的就是放電容量。

以上就是鋰離子電池的化成原理和工作原理。隨著鋰離子電池安全性問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注，不少企業(yè)專門針對(duì)鋰離子電池中的安全隱患進(jìn)行研發(fā)，提出卓有效果的電池安全解決方案。