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锂电池分类、结构与工作原理

时间:2014-11-05 作者:JACK 访问人数:0

锂电池原理    

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成,负极则是特殊分子结构的碳.常 见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中.放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新和正极的化合物结合.锂离子的移动产生了电流. 


锂电池的种类        

 1、根据锂电池所用电解质材料不同分类

可以分为液态锂电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和聚合物锂电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP)两大类。聚合物锂电池所用的正负极材料与液态锂都是相同的,电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同, 锂电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。聚合物锂电池可分为三类:         

(1)固体聚合物电解质锂电池。电解质为聚合物与盐的混合物,这种电池在常温下的离子电导率低,适于高温使用。        

(2)凝胶聚合物电解质锂电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂,从而提高离子电导率,使电池可在常温下使用。         

(3)聚合物正极材料的锂电池。采用导电聚合物作为正极材料,其能量是现有锂电池的3倍,是最新一代的锂电池。由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂电池相比,聚合物锂电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点,也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题,因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳,从而可以提高整个电池的容量;聚合物锂电池还可以采用高分子作正极材料,其质量比能量将会比目前的液态锂电池提高50%以上。此外,聚合物锂电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂电池有所提高。基于以上优点,聚合物锂电池被誉为下一代锂电池。        

 

2、按充电方式分类         

按充电方式可分为不可充电的及可充电的两类。不可充电的电池称为一次性电池,它只能将化学能一次性地转化为电能,不能将电能还原回化学能(或者还原性能极差)。而可充电的电池称为二次性电池(也称为蓄电池)。它能将电能转变成化学能储存起来,在使用时,再将化学能转换成电能,它是可逆的。

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