鋰電池廠商淺談鋰離子電池化成原理和工作原理

來源：存能電氣  日期：2020-05-26 16:17  瀏覽量：次

鋰電池廠商淺談鋰離子電池化成原理和工作原理。鋰離子電池是指分別用二個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池。人們將這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的，獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”，俗稱“鋰電”。下面由鋰電池廠商淺談鋰離子電池化成原理和工作原理。

鋰離子電池化成原理

鋰離子電池的化成是一個非常復(fù)雜的過程，同時也是影響電池性能很重要的一道工序，因為在Li+第一次充電時，Li+第一次插入到石墨中，會在電池內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，在電池首次充電過程中不可避免地要在碳負(fù)極與電解液的相界面上、形成覆蓋在碳電極表面的鈍化薄層，人們稱之為固體電解質(zhì)相界面或稱SEI膜。

鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳，常見的正極材料主要成分為LiCo2，充電時加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中，放電時鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合，鋰離子的移動產(chǎn)生了電流。

鋰離子電池化成過程中的主要作用

鋰離子電池的化成主要有兩個方面的作用：一是使電池中活性物質(zhì)借助于第一次充電轉(zhuǎn)化成具有正常電化學(xué)作用的物質(zhì)；二是使電極主要是負(fù)極形成有效的鈍化膜或SEI膜，為了使負(fù)極碳材料表面形成均勻的SEI膜，通常采用階梯式充放電的方法，在不同的階段，充放電電流不同，擱置的時間也不同，應(yīng)根據(jù)所用的材料和工藝路線具體掌握，通常化成時間控制在24h左右。

鋰離子電池工作原理

鋰離子電池內(nèi)部成螺旋型結(jié)構(gòu)，正極與負(fù)極之間由一層具有許多細(xì)微小孔的薄膜紙隔開。鋰離子電芯是一種新型的電池能源，它不含金屬鋰，在充放電過程中只有鋰離子在正負(fù)極間往來運(yùn)動，電極和電解質(zhì)不參與反應(yīng)。

當(dāng)對電池進(jìn)行充電時，電池的正極有鋰離子生成，鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動到負(fù)極，與早就通過外部電路跑到負(fù)極的電子結(jié)合在一起。而作為負(fù)極的碳呈現(xiàn)層狀結(jié)構(gòu)有很多微孔，到達(dá)負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多充電容量越高。放電時電子和Li+都是同時行動的，方向相同但路徑不同，電子從負(fù)極通過外部電路跑到正極；鋰離子從負(fù)極經(jīng)過電解液運(yùn)動到正極，與早就跑過來的電子結(jié)合在一起。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。

以上就是鋰離子電池的化成原理和工作原理。隨著鋰離子電池安全性問題越來越受到人們的關(guān)注，不少企業(yè)專門針對鋰離子電池中的安全隱患進(jìn)行研發(fā)，提出卓有效果的電池安全解決方案。