鋰離子電池工作原理,鋰離子電池的應(yīng)用

來源：存能電氣  日期：2019-04-11 11:27  瀏覽量：次

　　鋰離子電池工作原理，鋰離子電池的應(yīng)用。隨著手機(jī)、數(shù)碼產(chǎn)品、電動汽車的普及，鋰離子電池在人們生活當(dāng)中扮演著越來越重要的角色。今天就就和存能小編一起來聊一聊鋰離子電池工作原理及其應(yīng)用。

　　一項科技產(chǎn)品誕生往往會改變?nèi)藗兊纳睿瑸槿藗兊纳顜順O大的便利。可能很多人都還記得，以前用過的手電筒里面的電池，那是用一根石墨棒外面包裹著碳來發(fā)電的。這種電池重量大而且還不能循環(huán)使用，處理的時候還不能扔進(jìn)垃圾箱，因為它會破壞土地的生長能力。就被慢慢的淘汰了，取而代之的就是鋰電池。

　　鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。其中鈷酸鋰是目前絕大多數(shù)鋰離子電池使用的正極材料。

　　鋰離子電池工作原理

　　鋰離子電池放電是靠化學(xué)的氧化還原反應(yīng)。放電時，也就是我們在使用電池消耗電量的時候，它的正極會嵌入鋰離子，負(fù)極鋰離子落嵌。充電的時候正好相反。他這種離子的得失會形成一定的電壓，使得電池產(chǎn)生電量。

　　1、電池充電時，Li從磷酸鐵鋰晶體內(nèi)面遷移到晶體表面，在電場力的作用下，進(jìn)入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到石墨晶體的表面，然后嵌入石墨晶格中。與此同時，電子經(jīng)導(dǎo)電體流向正極的鋁箔集電極，經(jīng)極耳、電池極柱、外電路、負(fù)極極柱、負(fù)極耳流向負(fù)極的銅箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到石墨負(fù)極，使負(fù)極的電荷達(dá)至平衡。鋰離子從磷酸鐵鋰脫嵌后，磷酸鐵鋰轉(zhuǎn)化成磷酸鐵。

　　一般鋰電池充電電流設(shè)定在0.2C至1C之間，電流越大，充電越快，同時電池發(fā)熱也越大。而且，過大的電流充電，容量不夠滿，因為電池內(nèi)部的電化學(xué)反應(yīng)需要時間。就跟倒啤酒一樣，倒太快的話會產(chǎn)生泡沫，反而不滿。

　　2、電池放電時，Li從石墨晶體中脫嵌出來，進(jìn)入電解液，穿過隔膜，再經(jīng)電解液遷移到磷酸鐵鋰晶體的表面，然后重新經(jīng)010面嵌入到磷酸鐵鋰的晶格內(nèi)。與此同時，電池經(jīng)導(dǎo)電體流向負(fù)極的銅箔集電極，經(jīng)極耳、電池負(fù)極柱、外電路、正極極柱、正極極耳流向電池正極的鋁箔集流體，再經(jīng)導(dǎo)電體流到磷酸鐵鋰正極，使正極的電荷達(dá)至平衡。

　　鋰離子電池的應(yīng)用

　　一、交通動力電源領(lǐng)域主要包括：電動自行車、電動摩托車、電動汽車(電動大巴/中巴車、電動特種車

　　二、電力儲能電源領(lǐng)域主要包括：大型太陽能/風(fēng)能電力儲能系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)峰電源、電力專用不間斷電源系統(tǒng)、一體化電源系統(tǒng)、光伏離網(wǎng)并網(wǎng)儲能電站系統(tǒng)

　　三、移動通信電源領(lǐng)域主要包括：一體化鋰電池電源、戶外一體化基站鋰電池電源、邊際網(wǎng)基站鋰電池電源、非物理站點鋰電池備電、FTTX的多種鋰電池備電、通信機(jī)樓336VHVDC數(shù)據(jù)中心備電、可再生能源基站電源、IDC機(jī)樓的鐵鋰電池儲能電站

　　四、新能源儲能動力電源：太陽能路燈、草坪燈、礦燈、應(yīng)急燈、庭院燈、高桿燈、起動電源、電動工具、電動玩具、電動割草機(jī)，電動捕魚器等、電動模型、航模、電動機(jī)器人

　　五、航天軍工電源：大型艦船類動力電源、航空飛行器所用動力電源、航天載具動力電源系統(tǒng)、軍用裝甲，民用大型挖掘器械所用動力電源

　　鋰離子電池的安全隱患

　　一般來說，鋰離子電池出現(xiàn)安全問題表現(xiàn)為燃燒甚至爆炸，出現(xiàn)這些問題的根源在于電池內(nèi)部的熱失控，除此之外，一些外部因素，如過充、火源、擠壓、穿刺、短路等問題也會導(dǎo)致安全性問題。鋰離子電池在充放電過程中會發(fā)熱，如果產(chǎn)生的熱量超過了電池?zé)崃康暮纳⒛芰Γ囯x子電池就會過熱，電池材料就會發(fā)生SEI膜的分解、電解液分解、正極分解、負(fù)極與電解液的反應(yīng)和負(fù)極與粘合劑的反應(yīng)等破壞性的副反應(yīng)。

　　作為充電的鋰離子電池，鋰電池輸出電壓穩(wěn)定、輸出電壓高、性能穩(wěn)定、容量大、使用壽命長、工作溫度范圍廣、安全性好以及環(huán)保無污染，因此在未來鋰電池發(fā)展道路上具有很大的上升空間，但還需不斷研究以求達(dá)到改善其自身缺陷的目的。

　　鋰離子電池被廣泛地應(yīng)用在我們的生活中，使得我們的生活變得更加方便。