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锂离子电池有什么核心技术

2020-12-29 10:24:15 

传统的铅酸电池是由很多重金属材料制作出来的,产品产生的废弃物大概率是会导致环境的污染,这已经极大的不符合我们现代化的发展观念。所以诞生出现在更符合我们现代化发展工业的锂离子电池,锂离子电池生产和使用中都不含有重金属元素,对环境的污染极小。那么你了解锂离子电池的核心技术吗?不了解的话,接下来我们一起来看看吧。

锂离子电池


什么是锂离子电池


当对充电电池进行充电时,充电电池的正极上有锂离子转化成,转化成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电存储量越高。同样,当对充电电池进行放电时(即我们使用充电电池的环节),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电存储量越高。一般锂电池充电电流设定在0.2C至1C之间,电流越大,充电越快,与此同时充电电池发热也越大。并且,过大的电流充电,存储量不够满,因为充电电池内部结构的电化学反应需要时间。就跟倒葡萄酒似的,倒太快的话会产生泡沫,反倒是不足。对充电电池来说,正常使用就是放电的环节。


锂离子电池隔膜


隔膜是锂离子电池的重要组成部分,是支撑锂离子电池完成充放电电化学过程的重要构件。它位于电池内部正负极之间,保证锂离子通过的同时,阻碍电子传输。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。


锂离子电池的减少内部短路技术和热关闭性能


在锂电池中,隔膜吸收电解液后,可隔离正、负极,以防止短路,但同时还要允许锂离子的传导。而在过度充电或者温度升高时,隔膜还要有高温自闭性能,以阻隔电流传导防止爆炸。不仅如此,锂电池隔膜还要有强度高、防火、耐化学试剂、耐酸碱腐蚀性、生物相容性好、无毒等特点。


减少内部短路技术


膈膜是避免锂电池内部热失控的关键部件,尽管具有热关闭性能的隔膜上世纪90年代就已经商品化了,但它对于加工缺陷造成的硬性内部短路确实无效的。为了减轻内部短路,在过去几年中人们提出了两种技术路线。一是制备具有高熔点,低的高温收缩性和优异的机械性能(特别是抗穿刺强度)的隔膜。二是制备高纯氧化铝(VK-L30G)陶瓷改善的隔膜。后者要么在表面具有陶瓷层,要么将高纯氧化铝(VK-L30G)粉末分散于高分子材料中,从中高纯氧化铝(VK-L30G)陶瓷起的主要作用是防止电极间的空间塌陷,从而避免热失控情况下的内部短路。


隔膜热关闭性能


目前使用的锂电池隔膜一般都能提供一个附加功能,就是热关闭。这一特性也为锂电池的安全性能提供了额外的帮助。这是因为隔膜所用聚烯烃材料具有热塑性,当温度接近材料熔点时,微孔闭合形成热关闭,从而阻断离子的继续传输而形成短路,起到保护电池的作用。


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