你知道影响锂离子电池快充能力的因素有哪些吗?
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人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力,各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力,其实很多人并不会去了解电子产品的组成,比如锂离子电池。
锂离子电池是可充放电池,带电离子在正负极之间运动,实现电荷转移,给外部电路供电或者从外部电源充电。具体的充电过程中,外电压加载在电池的两极,锂离子从正极材料中脱嵌,进入电解液中,同时出现多余电子通过正极集流体,经外部电路向负极运动;锂离子在电解液中从正极向负极运动,穿过隔膜到达负极;经过负极表面的SEI膜嵌入到负极石墨层状结构中,并与电子结合。
锂电池被称为“摇椅型”电池,带电离子在正负极之间运动,实现电荷转移,给外部电路供电或者从外部电源充电。具体的充电过程中,外电压加载在电池的两极,锂离子从正极材料中脱嵌,进入电解液中,同时产生多余电子通过正极集流体,经外部电路向负极运动;锂离子在电解液中从正极向负极运动,穿过隔膜到达负极;经过负极表面的SEI膜嵌入到负极石墨层状结构中,并与电子结合。
实际上,几乎所有的快速充电电池都可以使用多种负极材料制成。首先,确保需求函数包括电导率(降低内阻),三月(确保反应动力学),体形(不确定)和安全性(不确定),适当的加工功能(产品外观不要太大) ,减少恶习,安全服务)。当然,对于每个特定数据集,要解决的问题可能有所不同,但是可以优化公共肯定数据集以满足这些要求,但是不同数据集之间存在差异。
目前,市场上占主导地位的负极材料仍是石墨(约占市场份额的90%)。根本原因是它便宜,石墨的综合加工性能和能量密度都比较好,缺点也很少。当然,石墨负极也存在问题。其表面对电解质敏感,并且锂嵌入反应具有很强的方向性。因此,重要的是努力工作以改善石墨表面的结构稳定性并促进锂离子在基板上的扩散。
近年来,硬碳和软碳材料已经有了许多发展:硬碳材料具有很高的锂插入潜力,并且材料中具有微孔,因此反应动力学性能良好。碳和软碳材料与电解质具有很好的相容性,而MCMB材料也很具有代表性,但是硬碳和软碳材料通常效率低且成本高(并且想像石墨价格便宜,恐怕它也一样便宜)从工业角度来看是没有希望的),因此电流消耗远远小于石墨,并且更多地用于某些特殊电池。
给锂离子电池充电时,锂迁移到负极。快速充电和大电流引起的过高电位将使负极电位变得更负。此时,负极快速吸收锂的压力将增加,并且产生锂树枝状晶体的趋势将增加。因此,负极不仅必须满足快速充电期间的锂扩散。锂离子电池的动力学要求还必须解决由锂树枝状晶体趋势增加引起的安全性问题。因此,快速充电芯的主要技术困难是锂离子在负极中的插入。
第二个是隔膜隔膜:大电流运行对电池的安全性和寿命提出了更高的要求。隔膜涂布技术无法绕开。由于其高安全性和消耗电解质中杂质的能力,特别是提高三元电池的安全性,陶瓷涂层的隔膜被迅速推出。当前在陶瓷膜片中使用的最重要的系统是在传统膜片的表面上涂覆氧化铝颗粒。相对新颖的方法是在隔膜上涂覆固体电解质纤维。这样的隔膜具有较低的内阻,并且纤维对隔膜具有更好的机械支撑效果。极好,在使用过程中堵塞隔膜孔的可能性较低。
本文只能带领大家对锂离子电池有了初步的了解,对大家入门会有一定的帮助,同时需要不断总结,这样才能提高专业技能,也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。