鋰電池的基本結構和原理

1.鋰電池概述

(一)鋰電池的基本結構和原理

鋰電池是一種可充電電池，重要依靠鋰離子在正極和負極之間移動。在充放電過程中，Li+在兩個電極之間來回嵌入和去嵌入。在可充電電池中，鋰離子從正極脫嵌，通過電解液嵌入負極。當卸貨時，情況正好相反。

鋰電池一般由五部分組成:正極數據、負極數據、間隙、電解液、電池外殼等。圓形鋰電池的結構圖如下:

(二)鋰電池的基本形狀

鋰電池按包裝形狀重要分為兩類:金屬外殼包裝和軟包裝。除了不同的外殼數據，包裝辦法也不同。軟芯采用鋁塑包裝膜作為包裝信息，首選熱包裝辦法，而金屬殼芯一般采用鋼殼或鋁殼，選擇焊接(激光焊接)這種包裝辦法。鋁塑包裝膜原理圖如下:

金屬外殼重要包括圓形鋰電池和方形鋰電池兩種。根據具體類型，圓形鋰電池可分為18650和21700。

18650電池:18650是鋰電池的鼻祖日本索尼公司為了節省成本而推出的標準化鋰電池模型，其中18表示直徑為18mm,65表示長度為65mm,0表示圓柱形電池。

21700電池:由特斯拉和松下聯合開發，21表示直徑21mm,70表示長度70mm,0表示圓柱形電池。

(3)鋰電池的成本構成

目前，鋰電池公司的成本約為1.2元/Wh。汽車動力鋰離子電池資本結構、信息資本比率接近75%,人力資本,使資本(除了人力資本的資本直接關系到電池加工,如車間、設備、電力、等),和其他資本(重要包括資本資本基金使用、環境保護、等等),約占總量25%,鋰電資本結構如下圖所示:

在鋰電池數據成本結構中，正極數據約占成本的43%，正極數據的功能和價格直接決定了鋰電池的功能和價格。

從數據上看，1kWh動力鋰離子電池要使用2.3~2.5kg左右的正極數據，正極數據的成本重要由碳酸鋰和多種相應的前驅數據構成;1kWh的電池大約要1.3~1.4kg的負極數據。電解液的量根據使用的正極數據有很大的不同。在1kWh的動力鋰離子電池中，有1.2kg(如Leaf使用的錳酸鋰電池)，1.6kg(如Volt使用的錳酸鋰+NCM三元組電池)，2.16kg(如PHEV使用的磷酸鐵鋰電池)。不同的動力鋰離子電池產品的間隙數據量也有很大的差異。以代表性公司為例，在1kWh動力鋰離子電池中，AESC的錳酸鋰電池使用了約12.5平方米的缺口，而LG化學的錳酸鋰+三元電池接近19平方米，而比亞迪的磷酸鐵鋰電池要23.5平方米。

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