鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年01月22日
鋰離子電池的性能介紹
1、高能量密度
與同等容量的NI/CD或NI/MH電池相比,鋰離子電池的重量輕,其體積比能量是這兩類電池的1.5~2倍。
2、高電壓
鋰離子電池使用高電負性的含元素鋰電極,使其端電壓高達3.7V,這一電壓是NI/CD或NI/MH電池電壓的3倍。
3、無污染,環保型
4、循環壽命長
壽命超過500次
5、高負載能力
鋰離子電池可以大電流連續放電,從而使這種電池可被應用于攝象機、手提電腦等大功率用電器上。
6、優良的安全性
由于使用優良的負極材料,克服了電池充電過程中鋰枝晶的生長問題,使得鋰離子電池的安全性大大提高。同時采用特殊的可恢復配件,保證了電池在使用過程中的安全性。
※在生產加工中如何保證設計好的C/A比成了生產加工中的關鍵。所以在生產中應就以下幾個方面進行控制:
1.負極材料的處理
1)將大粒徑及超細粉與所要求的粒徑進行徹底分離,避免了局部電化學反應過度激烈而產生負反應的情況,提高了電芯的安全性。
2)提高材料表面孔隙率,這樣可以提高10%以上的容量,同時在C/A比不變的情況下,安全性大大提高。處理的結果使負極材料表面與電解液有了更好的相容性,促進了SEI膜的形成及穩定上。
2.制漿工藝的控制
1)制漿過程采用先進的工藝方法及特殊的化學試劑,使正負極漿料各組之間的表面張力降到了最低。提高了各組之間的相容性,阻止了材料在攪拌過程“團聚”的現象。
2)涂布時基材料與噴頭的間隙應控制在0.2mm以下,這樣涂出的極板表面光滑無顆粒、凹陷、劃痕等缺陷。
3)漿料應儲存6小時以上,漿料粘度保持穩定,漿料內部無自聚成團現象。均勻的漿料保證了正負極在基材上分布的均勻性,從而提高了電芯的一致性、安全性。
3.采用先進的極片制造設備
1)可以保證極片質量的穩定和一致性,大大提高電芯極片均一性,降低了不安全電芯的出現機率。
2)涂布機單片極板上面密度誤差值應小于±2%,極板長度及間隙尺寸誤差應小于2mm。
3)輥壓機的輥軸錐度和徑向跳動應不大于4μm,這樣才能保證極板厚度的一致性。設備應配有完善的吸塵系統,避免因浮塵顆粒而導致的電芯內部微短路,從而保證了電芯的自放電性能。
4)分切機應采用切刀為輥刀型的連續分切設備,這樣切出的極片不存在荷葉邊,毛刺等缺陷。同樣設備應配有完善的吸塵系統,從而保證了電芯的自放電性能。
4.先進的封口技術
目前國內外方形鋰離子電芯的封口均采用激光(LASER)熔接封口技術,它是利用YAG棒(釔鋁石榴石)激光諧振腔中受強光源(一般為氮燈)的激勵下發出一束單一頻率的光(λ=1.06mm)經過諧振折射聚焦成一束,再把聚焦的焦點對準電芯的筒體和蓋板之間,使其熔化后親合為一體,以達到蓋板與筒體的密封熔合的目的。為了達到密封焊,必須掌握以下幾個要素:
1)必須有能量大、頻率高、聚焦性能好、跟蹤精度高的激光焊機。
2)必須有配合精度高的適用于激光焊的電芯外殼及蓋板。
3)必須有高統一純度的氮氣保護,特別是鋁殼電芯要求氮氣純度高,否則鋁殼表面就會產生難以熔化的Al2O3(其熔點為2400℃)。
3.1充電過程
如上圖一個電源給電池充電,此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負極上,正鋰離子Li+從正極“跳進”電解液里,“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達負極,與早就跑過來的電子結合在一起。
正極上發生的反應為
LiCoO2=充電=Li1-xCoO2+Xli++Xe(電子)
負極上發生的反應為
6C+XLi++Xe=====LixC6
3.2電池放電過程
放電有恒流放電和恒阻放電,恒流放電其實是在外電路加一個可以隨電壓變化而變化的可變電阻,恒阻放電的實質都是在電池正負極加一個電阻讓電子通過。由此可知,只要負極上的電子不能從負極跑到正極,電池就不會放電。電子和Li+都是同時行動的,方向相同但路不同,放電時,電子從負極經過電子導體跑到正極,鋰離子Li+從負極“跳進”電解液里,“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達正極,與早就跑過來的電子結合在一起。
二、工藝流程
鋰離子電池的工藝技術非常嚴格、復雜,這里只能簡單介紹一下其中的幾個主要工序。1、制漿:用專門的溶劑和粘結劑分別與粉末狀的正負極活性物質混合,經高速攪拌均勻后,制成漿狀的正負極物質。2涂膜:將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面,烘干,分別制成正負極極片。3、裝配:按正極片—隔膜—負極片—隔膜自上而下的順序放好,經卷繞支持呢個電池極芯,再經注入電解液、封口等工藝過程,即完成電池的裝配過程,制成成品電池。4、化成:用專用的電池充放電設備對成品電池進行充放電測試,對每一只電池都進行檢測,篩選出合格的成品電池,待出廠。
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