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  • 1 # 使用者5449410243

    矽基電池不會形成鋰枝晶主要原因:

    1、鋰離子動力鋰離子電池材料專案

    目前較為常用的鋰離子電池材料有鑽酸鋰、鎳酸鋰以及錳酸鋰。用得最多的材料是鑽酸鋰,迴圈效能好,製造也方便,缺點是鑽化合物價格較貴。鎳酸鋰的因為性質不穩定,製造困難,通常用得較多的是鑽酸鋰摻雜鎳的化合物,又稱鎳鑽酸鋰。錳酸鋰也是非常好的材料,在高溫下錳酸鋰的衰減比較快等諸多原由,目前使用多數還停留在試驗室階段。

    磷酸鐵鋰離子電池的磷酸基正極材料依其超長的迴圈壽命,極好的安全效能,較好的高溫效能,極其低廉的價格,而且低溫效能和倍率放電已經可以達到鑽酸鋰的水平等,使其成為最有希望的動力鋰離子電池材料。

    2、鋰離子動力鋰離子電池的結構

    電池一般包括:正極(positive)、負極(negative)、電解質(electrolyte)、隔膜(separator)、正極引線(positivelead)、負極引線(negativeplate)、中心端子、絕緣材料(insulator)、安全閥(safetyvent)、密封圈(gasket)、PTC(正溫度控制端子)、電池殼。一般大家較關心正極、負極、電解質。

    3、鋰離子動力鋰離子電池分類

    (1)按照電池外形

    圓柱形鋰離子電池:目前緊要為18650(直徑18mm,長度65mm)和26650(直徑26mm,長度65mm)兩種型號,緊要使用於筆記本和電動工具範疇;

    方形鋰離子電池:種類較多,緊要使用於手機、數碼相機等範疇;

    扣式鋰離子電池:可滿足計算機、攝像機等對高比容量和薄型化的要求;

    (2)按使用溫度

    高溫鋰離子電池:緊要使用於、航天等範疇,民用範疇緊要是汽車的GPS範疇;

    常溫鋰離子電池:目前商業化的鋰離子電池基本丟只能在-20~45℃範圍內工作;

    低溫鋰離子電池:目前商業化的鋰離子電池基本丟只能在-40~55℃範圍內工作;

    (3)按電解質的狀態

    液態鋰離子電池:電解質為有機溶劑+鋰鹽;

    聚合物鋰離子電池:聚合物的基體緊要為HFP-PVDF、PEO、PAN和PMMA等;全固態鋰離子電池:還處在試驗階段;

    (4)按外殼材質

    鋼殼鋰離子電池:密封性較好;

    鋁殼鋰離子電池:質量輕;

    鋁塑膜鋰離子電池:電池加工工藝簡單,電池的質量比能量高;

    (5)按正極材料分類

    鑽酸鋰離子電池:使用最廣,振實密度高,比能量高,電壓平臺穩,但是原來貴,對環境有汙染,安全性差;

    錳酸鋰:三維隧道的結構,鋰離子可以可逆地從尖晶石晶格中脫嵌,不會引起結構的塌陷,因而具有優異的倍率效能和穩定性。環境友好,但能量密度低、高溫效能大;

    磷酸鐵鋰離子電池:比表面積大,能量密度高,迴圈效能好,材料批次化加工很難達到較高的一致性,低溫放電效能不好;

    (6)按負極材料分類

    石墨:電導性好,結晶度高,具有良好的層狀結構適合Li的脫嵌,容量在300mAh/g以上,充放電效率90%以上,良好的充放電平臺;

    軟碳:結晶度低,晶粒尺寸小,與電解液相容性好,輸出電壓低,無分明充放電平臺,不可逆容量較高,基本沒商業化;

    硬碳:Li嵌入不會引起膨脹,又良好的充放電迴圈效能,較高的比容量,可達到400mAh/g以上,並且低溫效能好,是理想的電動汽車電池負極材料,日本已經商業化;

    鈦酸鋰:“零應變”材料,電位較高不會形成鋰枝晶,目前研究較熱,但由於脹氣問題至今未得到大規模使用;

    矽基:超高的比容量,但由於粉化問題,無法真正使用,仍處於試驗室研究階段;

    4、鋰離子動力鋰離子電池使用的環境溫度

    目前鋰離子動力鋰離子電池使用的環境溫度最低-40℃,最高70℃;而溫度範圍為-40℃——50℃,-20℃——60℃;

    不同溫度下,鋰離子電池放電能力和放電容量也會不同,一般說在常溫下放電效能是最好的,其他高溫或是低溫,放電效能都會降低。

    5、鋰離子動力鋰離子電池優勢與不足

    鋰離子動力鋰離子電池優勢

    a、電壓高:單體電池的工作電壓高達3.7-3.8V(電芯電壓最高可充到4.2V),是Ni-Cd、Ni-H電池的3倍。

    b、比能量大:目前能達到的實際比能量為555Wh/kg左右,即材料能達到150mAh/g以上的比容量(3-4倍於Ni-Cd,2-3倍於Ni-MH),已接近於其理論值的約88%。

    c、迴圈壽命長:一般均可達到500次以上,甚至1000次以上,磷酸鐵鋰的可以達到2000次以上。有關小電流放電的電器,電池的使用期限,將倍增電器的競爭力。

    d、安全效能好:無公害,無記憶效應.作為Li-ion前身的鋰離子電池,因金屬鋰易形成枝晶發生短路,縮減了其使用範疇:Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環境有汙染的元素:部分工藝(如燒結式)的Ni-Cd電池存在的一大弊病為“記憶效應”,嚴重束縛電池的使用,但Li-ion根本不存在這方面的問題。

    e、自放電小:室溫下洋溢電的Li-ion儲存1個月後的自放電率為2%左右,大大低於Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。

    f、可快速充放電:充電30分鐘容量可以達到標稱容量的80%以上,今朝磷鐵電池可以達到10分鐘充電到標稱容量的90%。

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