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锂离子电池的深入了解

钜大LARGE  |  点击量:112次  |  2020年07月01日  

摘要
什么是锂金属电池?它有什么用途?锂金属电池通过金属锂的腐蚀或叫氧化来产生电能的,用完就废了,不能充电,因此也称一次电池。锂离子电池则是利用锂离子的浓度差进行储能和放电,电池中不存在金属锂,因此也称锂二次电池。目前所应用于手机、相机、电动工具、电动汽车、储能、通信基站等可充锂电池,均为锂离子电池。一般市场上大多数常用可见的锂电池均为锂离子电池,大家也习惯简称为锂电池,本文所称锂电池也主要指锂离子电池。

什么是锂金属电池?它有什么用途?锂金属电池通过金属锂的腐蚀或叫氧化来出现电能的,用完就废了,不能充电,因此也称一次电池。锂离子电池则是利用锂离子的浓度差进行储能和放电,电池中不存在金属锂,因此也称锂二次电池。目前所应用于手机、相机、电动工具、电动汽车、储能、通信基站等可充锂离子电池,均为锂离子电池。一般市场上大多数常用可见的锂离子电池均为锂离子电池,大家也习惯简称为锂离子电池,本文所称锂离子电池也重要指锂离子电池。


一、锂离子电池分类


1、市场上习惯用的两种分类方式:按极片材料分类和按产品外观分类。


A、按极片材料分类


正极材料:磷酸铁锂离子电池(LFp)、钴酸锂离子电池(LCO)、锰酸锂离子电池(LMO)、(二元电池:镍锰酸锂/镍钴酸锂)、(三元:镍钴锰酸锂离子电池(NCM)、镍钴铝酸锂离子电池(NCA))


负极材料:钛酸锂离子电池(LTO)、石墨烯电池、纳米碳纤维电池


有关市场上的石墨烯概念,重要是指石墨烯基电池,即在极片中加入石墨烯浆料,或在隔膜上加入石墨烯涂层。镍酸锂、镁基电池市场上基本不存在。


B、按产品外观分类


分为:圆柱、软包、方形。


圆柱和方形外包装多为钢壳或者铝壳。软包外包装为铝塑膜,其实软包也是一种方形,市场上习惯将铝塑膜包装的称为软包,也有人将软包电池称为聚合物电池


关于圆柱形锂离子电池,其型号一般为5位数字。前两位数字为电池的直径,中间两位数字为电池的高度。单位为毫米。例如18650锂离子电池,它的直径为18毫米,高度为65毫米。


C、按电解质材料的不同


锂离子电池分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(pLB)。


液态锂离子电池使用液体电解质(目前动力用电池多为此种)。聚合物锂离子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凝胶电解质。有关固态电池,严格意义上的是指电极和电解质均为固态的。


D、按电池实用性能分类


功率型电池和能量型电池。能量型电池以高能量密度为特点,重要用于高能量输出;功率型电池以高功率密度为特点,重要用于瞬间高功率输出、输出的电池。而功率能量型锂离子电池是伴随着插电式混合动力车的出现而出现的。它要求电池储存的能量较高,可以支持一段距离的纯电行驶,也要具备较好的功率特性,在低电量的时候进入混合动力模式。


简单理解,能量型类似于马拉松选手,要有耐力,就是要求高容量,对大电流放电性能要求不高;那么功率型就是短跑选手,拼的是暴发力,但耐力也要有,不然容量太小就跑不远。


二、锂离子电池材料构成


四大主材:正极材料、负极材料、隔膜、电解液


辅材:NMp、铜箔、铝箔、铝壳盖板、导电剂、粘结剂、其他(EMD)等。


三、制作工艺


锂离子电池的制造流程可分为电极制片、电芯装配、激活检测和电池组装四个重要工序。其中,电极制片又包括正极片和负极片制作,重要环节包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切和极耳等步骤。


四、生产所需设备


按照锂离子电池的生产流程,锂电设备重要可以分为前端设备、中端设备和后端设备。


前端设备重要是针对电极制片工序,包括真空搅拌机、涂布机、辊压机和分切机等。涂布工艺要求将搅拌后的浆料均匀地涂在金属上,厚度精确到3μm以下,分切要要保证切片表面不能存在任何毛刺,否则会对后续工艺出现很大影响。因此,前端设备是电池制造的核心设备,关乎整条生产线的质量。


中端设备重要覆盖电芯装配工序,重要包括卷绕机或叠片机、电芯入壳机、注液机以及封口焊接等设备。


后端设备重要覆盖电芯激活化成、分容检测以及组装成电池组等工艺。相对而言,中后端设备如入壳、封口、检测等机器相对简单,技术要求不高。


五、锂离子电池应用


重要分为三大块:数码类、动力类、储能类。


数码类:手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、Mp3/Mp4、耳机、充电宝、航模、移动电源等。


动力类:重要指电动交通工具,电动自行车、新能源汽车等。


储能类:重要应用于基站电源、清洁能源储能、电网电力储能、家庭光储系统等。


相信将来锂离子电池会有更广泛的应用,以上就是锂金属电池的应用,希望能给大家帮助。


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