锂电池的基本结构和工作原理

2020-09-02 15:45 ryder

1、锂电池基本结构

主要材料:正极、负极、电解液、隔膜

结构:圆形、方形;叠片、卷绕

形态:聚合物(软包装)、液态锂离子(钢壳)

浅析动力电池各种概念及原理

2、锂电池工作原理

正极材料:LiMn2O4,负极材料:石墨

充电时正极的Li+和电解液中的Li+向负极聚集,得到电子,被还原成Li镶嵌在负极的碳素材料中。放电时镶嵌在负极碳素材料中的Li失去电子,进入电解液,电解液内的Li+向正极移动。

3、锂电池组成原理

①正极构造

LiMn2O4(锰酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)正极

②负极构造

石墨+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铜箔)负极

浅析动力电池各种概念及原理

4、充电过程

电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的电子结合在一起。

正极上发生的反应为LiMn2O4 ==Li1-xMn2O4+Xli++Xe(电子)

负极上发生的反应为6C+XLi+Xe==LixC6

5、放电过程

电池放电,此时负极上的电子e从通过外部电路跑到正极上,正锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。

正极上发生的反应为Li1-xMn2O4+xli++xe(电子) ==LiMn2O4

负极上发生的反应为LixC6 == 6C+xLi+xe


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