［ｉｔ资料精选］锂电池原理及工艺流程

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1、4锂离子电池原理及工艺流程一、 原理1.0正极构造LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔）正极2.0负极构造石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体（铜箔） 负极3.0工作原理3.1充电过程如上图一个电源给电池充电,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LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子)负

2、极上发生的反应为6C+XLi++Xe=====LixC63.2电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，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。二、 工艺流程 1、 基本工作原理1）、正极反

3、应：LiCoO2=====Li1-xCoO2+xLi++xe-      2）、负极反应：6C+xLi++xe-=====LixC6       3）、电池反应：LiCoO2+6C======Li1-xCoO2+LixC6 4）、电池的电动势：（1）、定义：在没有电流的情况下，电池正、负极两端的电位差。        （2）、影响因素：由电极材料决定，不受其它任何辅助材料影响。2、 电压特性1）、开路电压：用电压表直接测量的正、负极两端的电压。        E=V–IR2）、工作电压范围：2.75~4.2volt

4、。3）、额定电压：3.6volt。4）、平均工作电压:3.724volt。5）、影响电压特性的基本因素  （1）、电极材料；（2）、电极配方；（3）、电池设计；3、 工作电流：1）、电极的极化：由于电池电极上有电流通过，导致电极电位偏离平衡状态。  a、欧姆极化：电池材料的电阻影响。b、电化学极化：得失电子的难易，导致电极电位偏离平衡状态。c、浓差极化：由于离子迁移速度慢，导致电极电位偏离平衡状态。 2）、极化与电流的关系：ie

5、素 （1）、电极配方，导电材料性能、用量、粘合剂用量。（2）、极片的面积；  （3）、极片压实密度；  （4）、钝化膜的厚度；化学电源在实现能量的转换过程中，必须具有两个必要的条件：一. 组成化学电源的两个电极上进行的氧化还原过程，必须分别在两个分开的区域进行，这一点区别于一般的氧化还原反应。二. 两电极的活性物质进行氧化还原反应时所需电子必须由外线路传递，这一点区别于金属腐蚀过程的微电池反应。为了满足以上的条件，任何一种化学电源均由以下四部分组成：1、 电极电池的核心部分，它是由活性物质和导电骨架所组成。活性物质

6、是指正、负极中参加成流反应的物质，是化学电源产生电能的源泉，是决定化学电源基本特性的重要部分。对活性物质的要求是：1） 组成电池的电动势高；2） 电化学活性高，即自发进行反应的能力强；3） 重量比容量和体积比容量大；4） 在电解液中的化学稳定性高；5） 具有高的电子导电性；6） 资源丰富，价格便宜。2、 电解质电池的主要组成之一，在电池内部担负着传递正负极之间电荷的作用，所以势一些具有高离子导电性的物质。对电解质的要求是：1） 稳定性强，因为电解质长期保存在电池内部，所以必须具有稳定的化学性质，使储藏期间电解质与活

7、性物质界面的电化学反应速率小，从而使电池的自放电容量损失减小；2） 比电导高，溶液的欧姆压降小，使电池的放电特性得以改善。对于固体电解质，则要求它只具有离子导电性，而不具有电子导电性。3、 隔膜也叫隔离物。置于电池两极之间。隔膜的形状有薄膜、板材、棒材等。其作用是防止正负极活性物质直接接触，造成电池内部短路。对于隔膜的要求是：1） 在电解液中具有良好的化学稳定性和一定的机械强度，并能承受电极活性物质的氧化还原作用；2） 离子通过隔膜的能力要大，也就是说隔膜对电解质离子运动的阻力要小。这样，电池内阻就相应减小，电池在

8、大电流放电时的能量损耗减小；3） 应是电子的良好绝缘体，并能阻挡从电极上脱落活性物质微粒和枝晶的生长；4） 材料来源丰富，价格低廉。常用的隔膜材料有棉纸、微孔橡胶、微孔塑料、玻璃纤维、水化纤维素、接枝膜、尼龙、石棉等。可根据化学电源不同系列的要求而选取。4锂离子电池对使用条件的要求也比较特殊，它要求将电压控制在2.5~4.2V/单体。如果使用时电压太低，会降