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锂离子电池原理图

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2024年6月12日发(作者:乘芝兰)

所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的

化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之

间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的锂离子电池形象地称

为“摇椅式电池”,俗称“锂电”。

锂离子电池的内部结构如下图所示:

此主题相关图片如下:

电池由正极锂化合物、中间的电解质膜及负极碳组成。

◎当电池充电时,锂离子从正极中脱嵌,在负极中嵌入,放电时反之。一般

采用嵌锂过渡金属氧化物做正极,如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。

◎做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物,如各种

碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物,包

括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz等。

◎电解质采用LiPF6的乙烯碳酸脂(EC)、丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙

基碳酸脂(DEC)等烷基碳酸脂搭配的高分子材料。

◎隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜,采用PP/PE/PP三层隔膜

优点是熔点较低,具有较高的抗穿刺强度,起到了过热保险作用。

◎外壳采用钢或铝材料,具有防爆的功能。

锂离子电池的额定电压为3.6V。电池充满时的电压(称为终止充电电压)

一般为4.2V;锂离子电池终止放电电压为2.75V。如果锂离子电池在使用过程中

电压已降到2.75V后还继续使用,则称为过放电,对电池有损害。

锂电池充电原理:

锂离子电池充电原理图:

此主题相关图片如下:

其中:Iconst:恒流充电电流;

Ipre:预充电电流;

Ifull:充满判断电流;

Vconst:恒压充电电压;=

Vmin:预充结束电压及短路判断电压

锂离子电池比较骄贵。如果不满足其充电及使用要求,很容易出现爆炸,寿

命下降等现象。因为锂离子电池对温度、过压、过流及过放电很敏感,所以所有

的电池内部均集成了热敏电阻(监控充电温度)及防过压、过流、过放电保护电

路。

图一为标准锂离子电池充电原理曲线,锂离子电池的充电过程分三个阶段:

预充电阶段;恒流充电阶段;恒压充电阶段。

预充电阶段是在电池电压低于3V时,电池不能承受大电流的充电。这时有

必要以小电流对电池进行浮充;当电池电压达到3V时,电池可以承受大电流的

充电了。这时应以恒定的大电流充电。以使锂离子快速均匀转移,这个电流值越

大,对电池的充满及寿命越有利;当电池电压达到4.2V时,达到了电池承受电

压的极限。这时应以4.2V的电压恒压充电。这时充电电流逐渐降低。当充电电

流小于30mA时,电池即充满了。这时要停止充电。否则,电池因过充而降低寿

命。恒压充电阶段要求电压控制精度为1%。依国家标准,锂离子电池要能在1C

2024年6月12日发(作者:乘芝兰)

所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的

化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之

间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的锂离子电池形象地称

为“摇椅式电池”,俗称“锂电”。

锂离子电池的内部结构如下图所示:

此主题相关图片如下:

电池由正极锂化合物、中间的电解质膜及负极碳组成。

◎当电池充电时,锂离子从正极中脱嵌,在负极中嵌入,放电时反之。一般

采用嵌锂过渡金属氧化物做正极,如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。

◎做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物,如各种

碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物,包

括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz等。

◎电解质采用LiPF6的乙烯碳酸脂(EC)、丙烯碳酸脂(PC)和低粘度二乙

基碳酸脂(DEC)等烷基碳酸脂搭配的高分子材料。

◎隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜,采用PP/PE/PP三层隔膜

优点是熔点较低,具有较高的抗穿刺强度,起到了过热保险作用。

◎外壳采用钢或铝材料,具有防爆的功能。

锂离子电池的额定电压为3.6V。电池充满时的电压(称为终止充电电压)

一般为4.2V;锂离子电池终止放电电压为2.75V。如果锂离子电池在使用过程中

电压已降到2.75V后还继续使用,则称为过放电,对电池有损害。

锂电池充电原理:

锂离子电池充电原理图:

此主题相关图片如下:

其中:Iconst:恒流充电电流;

Ipre:预充电电流;

Ifull:充满判断电流;

Vconst:恒压充电电压;=

Vmin:预充结束电压及短路判断电压

锂离子电池比较骄贵。如果不满足其充电及使用要求,很容易出现爆炸,寿

命下降等现象。因为锂离子电池对温度、过压、过流及过放电很敏感,所以所有

的电池内部均集成了热敏电阻(监控充电温度)及防过压、过流、过放电保护电

路。

图一为标准锂离子电池充电原理曲线,锂离子电池的充电过程分三个阶段:

预充电阶段;恒流充电阶段;恒压充电阶段。

预充电阶段是在电池电压低于3V时,电池不能承受大电流的充电。这时有

必要以小电流对电池进行浮充;当电池电压达到3V时,电池可以承受大电流的

充电了。这时应以恒定的大电流充电。以使锂离子快速均匀转移,这个电流值越

大,对电池的充满及寿命越有利;当电池电压达到4.2V时,达到了电池承受电

压的极限。这时应以4.2V的电压恒压充电。这时充电电流逐渐降低。当充电电

流小于30mA时,电池即充满了。这时要停止充电。否则,电池因过充而降低寿

命。恒压充电阶段要求电压控制精度为1%。依国家标准,锂离子电池要能在1C

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