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    電池知識

    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    關于各類電池成分的解析

    2020-11-20 ryder

    常見的干電池的主要成分包含汞、碳、鉛、鐵、鋅、錳、鎘和鎳等。鋰離子電池中包含的成分由碳酸酯類有機溶劑、六氟磷酸鋰和一些添加劑組成,鉛酸蓄電池電解液是電池用硫酸。接下來我們詳細劃分一下關于各類電池成分的解析;
      常見的干電池的主要成分包括汞、碳、鉛、鐵、鋅、錳、鎘和鎳等。

      鋰離子電池(二次電池,可充電)電解液主要是由碳酸酯類有機溶劑、六氟磷酸鋰和一些添加劑組成。電芯主要由正極板、隔膜、負極板、電解液組成;正極板、隔膜、負極板纏繞或層疊,包裝,灌注電解液,封裝后即制成電芯。

      鉛酸蓄電池電解液是電池用硫酸。

      1.電池的組成:干電池、充電電池的組成成分:鋅皮(鐵皮)、碳棒、汞、硫酸化物、銅帽;蓄電池以鉛的化合物為主。舉例:1號廢舊鋅錳電池的組成,重量70克左右,其中碳棒5.2克,鋅皮7.0克,錳粉25克,銅帽0.5克,其他32克。2.電池的種類:電池主要有一次性電池、二次電池和汽車電池。一次性電池包括紐扣電池、普通鋅錳電池和堿電池,一次性電池多含汞。二次電池主要指充電電池,其中含有重金屬鎘。汽車廢電池中含有酸和重金屬鉛。3.電池數量:DC、MP3等數碼產品在以超猛的速度發展,而且都在使用著電池,電池的使用量在迅速增加,如果再不付諸行動的話,電池山的現象遲早會發生。

      一)鋰電池按外型分:有方型鋰電(如常用的手機電池電芯)和柱形(如18650);

      二)鋰電池外包材料分:鋁殼鋰電池,鋼殼鋰電池,軟包電池;

      三).鋰電池從正負極材料(添加劑)分:沽酸鋰(LiCoO2)電池或錳酸鋰(LiMn2O4),磷酸鐵鋰電池,一次性二氧化錳鋰電池;另一分:鋰離子LIB,聚合物PLB

      四).不同的性能用途方面分:

      一次性---鋰錳電池--扣式3伏電池

      高容量(高平臺)--用在手機數碼產品上

      高倍率;---用在電動車和電動工具上及飛機模型

      高溫;---礦燈,室上燈飾,機器內置后備電源;

      低溫;---室外環境,北方(冬天)南極;

      中國電動車行業車用電池中用鋰電池主流是三種鐵鋰,錳鋰,三元。


      錳鋰1.價格便宜。2.低溫性能好,在零下負20度放電能有90%以上的效率。3.安全性能佳。

      但他1.高溫度性能差2.循環壽命低(一般正常使用壽命大概在300到400次)3.克比容量低(112)4.倍率放電差(如車子上坡和快速啟動時候,對該類電池影響很大)

      三元1.價格是三種材料最貴的2.容量高(150.可以節省體積)3.循環壽命佳(600到700次)4.倍率放電佳

      但他1.安全性能是三個中最差的(特別是用鋼殼的)2.目前中國電池行業對該材料的掌握還不成熟,用的不多.

      鐵鋰1.價格中2.容量中(130)3.循環壽命高(1500次左右)4.高溫性能好5.倍率放電好

      但他1.價格不便宜2.低溫性能不好3.在電動汽車上才能充分體現其優越的性能(能6分鐘充滿電,能20倍放電)

      “鋰電池”,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。1912年鋰金屬電池最早由GilbertN.Lewis提出并研究。20世紀70年代時,M.S.Whittingham提出并開始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、保存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。隨著科學技術的發展,現在鋰電池已經成為了主流。

      鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價格比均優于鋰離子電池。由于其自身的高技術要求限制,現在只有少數幾個國家的公司在生產這種鋰金屬電池。

      鋰金屬電池:


      鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。

      鋰電池基本原理

      放電反應:Li+MnO2=LiMnO2

      鋰離子電池:


      鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。

      充電正極上發生的反應為

      LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)

      充電負極上發生的反應為

      6C+XLi++Xe-=LixC6

      充電電池總反應:LiCoO2+6C=Li(1-x)CoO2+LixC6

      正極

      正極材料:可選的正極材料很多,主流產品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對照:

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