锂电池组的基本结构与工作原理有哪些

紧要材料：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)

正极

正极材料占锂电池成本30%--40%，笔直影响锂电池组的能量密度和性能。

负极

负极材料需由相关于锂电极电势更低的材料构成，并具有高比容量和较好的充放电可逆性，从而在嵌锂的过程中保持良好的尺寸和机械稳定性。

电解液

电解液在正负电极间起到运输电荷的用途，它影响着锂电池组的能量密度、功率密度、宽温使用、循环寿命、安全性能等因素。

隔膜

隔膜的孔径需满足良好的离子通过性，吸液保湿能力强，保持离子导电性;同时具有电子绝缘性，以实现正负极之间绝缘的机械隔离，此外应有足够的穿刺强度、拉伸强度等力学性能及耐腐蚀性和足够的电化学稳定性。

目前较为常用的锂电池组材料有钴酸锂、镍酸锂以及锰酸锂。用得最多的材料是钴酸锂，循环性能好，制造也方便，缺点是钴化合物价格较贵。

锂电池组工作原理：

锂电池是一种二次电池(充电电池)，紧要依赖锂离子在正负极之间的往返嵌入和脱嵌来工作，实现能量的存储和释放。

1、充电过程

在电场的驱动下锂离子从正极晶格中脱出，经过电解质，嵌入到负极晶格中。

充电开始时，应先测试待充电电池的电压，倘若电压低于3V，要先进行预充电，充电电流为设定电流的1/10，一般选0.05C左右。电压升到3V后，进入标准充电过程。标准充电过程为：以设定电流进行恒流充电，电池电压升到4.20V时，改为恒压充电，保持充电电压为4.20V。此时，充电电流逐渐下降，当电流下降至设定充电电流的1/10时，充电结束。

2、放电过程

过程正好相反锂离子返回正极，电子通过用电器由外电路到达正极与锂离子复合。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。

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