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锂离子电池

二维码

锂是锂离子电池的焦点，，，，，，，，它是最轻的金属元素，，，，，，，，金属锂的比重只有水的一半，，，，，，，，铝是较轻的金属，，，，，，，，锂的比重只有铝的五分之一。。。。。锂的电负性是所有金属中最负的，，，，，，，，锂离子的还原电位高达-3V。。。。。凭证盘算，，，，，，，，1克锂转化为锂离子时所能获得的电荷数为3860mAh。。。。。锂电池的研究可追溯到20世纪50年月，，，，，，，，于70年月进入适用化，，，，，，，，因其具有比能量高、电池电压高、事情温度规模宽、贮存寿命长等优点，，，，，，，，已普遍应用于军事和民用电器中。。。。。锂离子电池与锂电池在原理上的相同之处是：两种电池接纳一种能使锂离子嵌入和脱出的金属氧化物或硫化物作为正极，，，，，，，，接纳一种有机溶剂—无机盐系统作为电解质。。。。。差别之处是：在锂离子电池中接纳可使锂离子嵌入和脱出的碳质料取代纯锂作为负极。。。。。锂电池的负极（阳极）接纳金属锂，，，，，，，，在充电历程中，，，，，，，，金属锂会在锂负极上沉积，，，，，，，，爆发枝晶锂。。。。。枝晶锂可能穿透隔膜，，，，，，，，造成电池内部短路，，，，，，，，以致爆发爆炸。。。。。为战胜锂电池的缺乏，，，，，，，，提供电池清静可靠性，，，，，，，，于是锂离子电池应运而生。。。。。

锂离子电池的优点主要体现在：体积小、重量轻、能量密度高、输出功率大；；；；；；；；平均输出电压高(约3.6V)，，，，，，，，为Ni-Cd、Ni-MH电池的三倍；；；；；；；；事情温度规模宽，，，，，，，，一样平常能在-20-45℃，，，，，，，，期望值为-40-70℃；；；；；；；；无影象效应；；；；；；；；可快速充放电，，，，，，，，充放电效率高，，，，，，，，可达100%；；；；；；；；无情形污染；；；；；；；；

锂离子电池是指其中的Li⁺嵌入和脱逸正负极质料的一种可充放电的高能电池，，，，，，，，其正极质料一样平常接纳插锂化合物，，，，，，，，如LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄等，，，，，，，，负极接纳锂-碳层间化合物Li_xC₆，，，，，，，，电解质为了消融锂盐（如LiPF₆、LiAsF₆、LiClO₄等）的有机溶剂。。。。。溶剂主要有碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸二甲酯（DMC）和氯碳酸酯（ClMC）等。。。。。在充放电历程中，，，，，，，，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，，，，，，，，被形象称为“摇椅电池”（Rocking Chair Batteries，，，，，，，，缩写为RCB）或“羽毛球电池”，，，，，，，，如图所示。。。。。

锂离子电池的化学表达式为：（-）C_n∣ LiPF₆- EC + DEC ∣ LiM_XO_y（+）

充电

其电池反应则为：LiM_XO_y+ nC ? Li _1-x M_XO_y+ Li_xC_n

放电

锂离子电池现实上是一种锂离子浓差电池，，，，，，，，充电时，，，，，，，，Li⁺从正极脱出，，，，，，，，经由电解质嵌入到负极，，，，，，，，负极处于富锂状态，，，，，，，，正极处于贫锂状态，，，，，，，，同时电子的赔偿电荷从外电路供应碳负极，，，，，，，，以确保电荷的平衡。。。。。即负极获得电子，，，，，，，，属还原反应，，，，，，，，而正极失去电子，，，，，，，，属氧化反应；；；；；；；；放电时则相反，，，，，，，，Li⁺从负极脱出，，，，，，，，经由电解质嵌入到正极，，，，，，，，正极处于富锂状态，，，，，，，，即正极获得电子，，，，，，，，属还原反应，，，，，，，，而负极失去电子，，，，，，，，属氧化反应。。。。。在正常的充放电情形下，，，，，，，，锂离子在层状结构的碳质料和层状结构氧化物的层间嵌入和脱出，，，，，，，，一样平常只引起质料的层面间距转变，，，，，，，，不破损其晶体结构，，，，，，，，在充放电历程中，，，，，，，，负极质料的化学结构基本稳固。。。。。因此，，，，，，，，从充放电反应的可逆性看，，，，，，，，锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。。。。。

锂离子电池各组件或质料要求：

①正极

②负极

③隔膜：

安排于南北极之间，，，，，，，，作为隔离电极的装置，，，，，，，，藉以阻止南北极上的活性物质直接接触而造成电池内部的短路。。。。。但隔膜仍需能让带电离子通过，，，，，，，，以形成通路。。。。。

要求：离子透太过大；；；；；；；；机械性强度适当；；；；；；；；自己为绝缘体；；；；；；；；不与电解液及电极爆发反应。。。。。

质料：单层PE（聚乙烯）或者三层复合PP（聚丙烯）+PE+PP

厚度：单层一样平常为0.016～0.020mm

三层一样平常为0.020～0.025mm

④ 电解液

性子：无色透明液体，，，，，，，，具有较强吸湿性。。。。。

应用：主要用于可充电锂离子电池的电解液，，，，，，，，只能在干燥情形下使用操作（如情形水分小于20ppm的手套箱内）。。。。。

规格：溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比）

LiPF₆浓度 1mol/l

质量指标：密度（25℃）g/cm³ 1.23±0.03

水分（卡尔费休法） ≤20ppm

游离酸（以HF计） ≤50ppm

电导率（25℃） 10.4±0.5 ms／cm

锂离子电池生产工艺流程

锂离子电池的命名

(1) 圆柱形的命名

用三个字母和5位数字来体现，，，，，，，，前两个字母体现锂离子电池(LI)，，，，，，，，后一个字母体现圆柱形(R)，，，，，，，，前两位数字体现以mm为单位的**直径，，，，，，，，后三位数字体现以0.lmm为单位的**高度，，，，，，，，如LIR18500即体现直径为18mm，，，，，，，，高50mm的圆柱形锂离子电池。。。。。

(2) 方形的命名

用三个字母和6位数字来体现，，，，，，，，前两个字母体现锂离子电池(LI)，，，，，，，，后一个字母体现方形(S)，，，，，，，，前两位数字体现以mm为单位的**厚度，，，，，，，，中心两位数字体现以mm为单位的宽度，，，，，，，，后两位数字以mm为单位的**高度，，，，，，，，如LIS043048即体现厚度为4mm，，，，，，，，宽30mm，，，，，，，，高48mm的方形锂离子电池。。。。。

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