一次電池指不可以充電的電池，二次電池指可以反復(fù)充、放電的電池，本文主要介紹二次電池，一般情況下省去了“二次”兩字。
　　
　　鋰電池主要由正極、負(fù)極、龜解液、隔膜和外殼五大部分組成。行業(yè)術(shù)語叫“電心”，類似鉛酸電池的單格。
　　
　  聚合物鋰離子電池原理如下。
　　
　　充電過程，鋰離子從正極板內(nèi)脫嵌出來．進(jìn)入電解液穿過隔膜， 后鑲嵌進(jìn)負(fù)極板內(nèi)；放電過程．鋰離子從負(fù)極板內(nèi)脫嵌出來，進(jìn)入電解液穿過隔膜， 后鑲嵌進(jìn)正極板內(nèi)。業(yè)內(nèi)形象的稱之為“搖椅”電池，充電鋰離子搖到了負(fù)極．放電又搖回了正極。這張圖片來源于網(wǎng)絡(luò)，陽極主成份是鉆酸鋰，陰極主成份是碳，電解質(zhì)為聚合物。
　　
　　1．正極板的主要成分不同．形成了前面提到的鉆酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰和三元鋰四大類，例如鉆酸鋰電心的正極是LICoO2加導(dǎo)電劑和粘合劑，涂在鋁箔上形成正極板。鋁箔是集流體，等同于鉛酸電池的陽極板柵和匯流排．鋁箔與鋁箔間用超聲波焊接。
　　
　　由陽極主材料分類，鋰電池有四種：鉆酸鋰、磷酸鐵鋰（有時(shí)簡稱鐵鋰）、錳酸鋰和三元鋰四種。目前，關(guān)于陽極主材料的研究仍在繼續(xù)，品種還在增加。
　　
　　2．負(fù)極板，鋰離子電池一般用碳材料（主要是石墨）作負(fù)極，是層狀石墨加導(dǎo)電劑及粘合劑涂在銅箔基帶上：這里，銅箔是集流體，等同于鉛酸電池的陰極板柵和匯流排，銅箔與銅箔間用點(diǎn)焊機(jī)焊接。
　　
　　3．電解液是含鋰離子的．成分比較復(fù)雜，多用代號(hào)表示，第一代電解液：
　　
　　PC+DME+IMLiPF6，與石墨負(fù)極匹配性差，易發(fā)生溶劑共嵌入。第二代電解液：
　　
　　EC+DMC(orDEC)+lMLlPF6，低溫性能差。第三代電解液：EC+DMC(DEC)+EMC+lMLiPF6．電導(dǎo)率可達(dá)10-2S．cm-1．>50%。目前工作大多集中在選擇添加劑方面，以提高電池首次充放電效率，提高SEI(該代號(hào)后文化成中有解釋)穩(wěn)定性。
　　
　　(1)溶劑部分非質(zhì)子性有機(jī)溶劑。為獲得盡可能高的電導(dǎo)，常采用二元或多元組分溶劑。
　　
　　a、碳酸丙烯酯代號(hào)PC(Propy-leneCarbonate)
　　
　　b、碳酸乙烯酯代號(hào)EC（EthyleneCarbonate）
　　
　　c、碳酸二甲酯代號(hào)DEC(Dimethyl-Carbonate)
　　
　　d、PropiolicAcid甲酯
　　
　　e、1，4-丁丙酯代號(hào)CBL(γ-Butyro-lactone)
　　
　　(2)溶質(zhì)部分
　　
　　a、LiPF6（主要）
　　
　　b、LiBF4
　　
　　c、LiCI04
　　
　　d、LiAsF6
　　
　　
　　e、LiCF3SO3等
　　
　　這些電解液很多有毒．并且是易燃易爆物。不同電心的電解液配方也不同。
　　
　　(3)電解液近年來，對(duì)液態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行的改體研究取得了很大的進(jìn)步．大大降低了鋰電的危險(xiǎn)性．主要有聚合物和膠體兩大類．不僅僅改變了電解質(zhì)的流動(dòng)性，溫度性能、安全性能、循環(huán)性能等都得到了改善。
　　
　　重申一下！聚合物鋰離子電池的定義是，正極、負(fù)極與電解質(zhì)這三種主要構(gòu)造中至少有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上使用高分子材料作為其主要的電池系統(tǒng)。本文為了突出安全性能改進(jìn)，只提到了電解質(zhì)一項(xiàng)。
　　
　　如果用電解液狀態(tài)分類．鋰電有兩類：聚合物電池和液態(tài)電解質(zhì)電池。
　　
　　和鉛酸電池類似．鋰電也有化成工序。在液態(tài)鋰離子電池首次充放電過程中，電極材料與電解液在固、液相界面上發(fā)生反應(yīng)．形成一層覆蓋于電極材料表面的鈍化層。這種鈍化層是一種界面層．具有固體電解質(zhì)的特征，是電子絕緣體．但又是鋰離子Li+的優(yōu)良導(dǎo)體．Li+可以經(jīng)過該鈍化層自由地嵌入和脫出，因此這層鈍化膜被稱為“固體電解質(zhì)界面膜”(solideleCTRolyteinterface)，簡稱SEI膜。
　　
　　正極確實(shí)也有層膜形成．只是現(xiàn)階段認(rèn)為其對(duì)電池的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于負(fù)極表面的SEI膜，因此本文著重討論負(fù)極表面的SEI膜（以下所出現(xiàn)SEI膜未加說明則均指在負(fù)極形成的）。負(fù)極材料石墨與電解液界面上通過界面反應(yīng)能生成SEI膜．多種分析方法也證明SEl膜確實(shí)存在．厚度約為100~120nm．其組成主要有各種無機(jī)成分如Li2C03、LiF、Li2O、LiOH等和各種有機(jī)成分，如ROC02Li、ROLi、(ROC02Li)2等。
　　
　　SEI膜的形成對(duì)電極材料的性能產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。一方面，SEI膜的形成消耗了部分鋰離子，使得首次充放電不可逆容量增加，降低了電極材料的充放電效率：另一方面，SEl膜具有有機(jī)溶劑不溶性，在有機(jī)電解質(zhì)溶液中能穩(wěn)定存在，并且溶劑分子不能通過該層鈍化膜，從而能有效防止溶劑分子的共嵌入，避免了因溶劑分子共嵌入對(duì)電極材料造成的破壞．因而大大提高了電極的循環(huán)性能和使用壽命。
　　
　　因此．深入研究SEI膜的形成機(jī)理、組成結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性及其影響因素，并進(jìn)一步尋找改善SEI膜性能的有效途徑，一直都是世界電化學(xué)界研究的熱點(diǎn)。
　　
　　烷基碳酸鋰和Li2C03均為3.5V前形成SEI膜的主要成分。
　　
　　當(dāng)電池電解液采用ImoI/LLiPF6-EC~DMC~EMC(三者體積比1：1：1)化成電壓小于2.5V下，產(chǎn)生的氣體主要為H2和CO2：等；化成電壓為2.5V時(shí)，電解液中的EC開始分解，電壓3.0~3.5V的范圍內(nèi)廟于EC的還原分解，產(chǎn)生的氣體主要為C2H4而當(dāng)電壓大于3.OV時(shí)，由于電解液中DMC和EMC的分解，除了產(chǎn)生C2H4氣外，CH4、CZH6等烷烴類氣體也開始出現(xiàn)：電壓高于3.8V后，DMC和EMC的還原分解成為主反應(yīng)。此外，當(dāng)化成電壓為3.0~3.5V之間，化成過程中產(chǎn)生的氣體量 大；電壓大于3.5V后，由于電池負(fù)極表面的SEI層已基本形成，因此，電解液溶劑的還原分解反應(yīng)受抑制，產(chǎn)生的氣體的數(shù)量也隨之汛速下降。
　　
　　簡而言之，鋰電池化成時(shí)，充電電流開始是0.2C（C為充電倍率）涓流，電壓達(dá)到一定值轉(zhuǎn)為1C恒流，繼續(xù)充到另一個(gè)電壓值轉(zhuǎn)為限壓充電。這兩個(gè)定值不是任意的，由上述內(nèi)容確定。有些廠家把涓流階段稱之為“預(yù)化成”階段，接著進(jìn)行抽氣后，再用1C電流化成。
　　
　　讓讀者了解這些內(nèi)容的目的．是糾正鋰電使用的誤區(qū)�；�，鋰電業(yè)內(nèi)還有個(gè)稱謂，稱之為“激活”，到用戶手里的電池都是激活過的電池。
　　
　　注：電心化成工序中，在IC恒流轉(zhuǎn)恒壓（限壓）后，充電電流低到0.02C停止化成，業(yè)內(nèi)稱這個(gè)0.02C電流為“截止電流”。不同廠家的“截止電流”設(shè)定值不同，有O.OIC、0.02C、0.05c、O.IC等，多數(shù)采用0.02C。
　　
　　(4)隔膜隔膜多孔、介于陰、陽極板之間，可以讓電解液、鋰離子通過。它的作用之一和鉛酸電池的隔膜作用相同，即防止陰、陽極極板間短路。鋰電池的隔膜另一重大作用是防止電池溫升過高．導(dǎo)致燃燒和爆炸。當(dāng)溫度升高到一定溫度(125℃)時(shí)，隔膜的孔陸續(xù)關(guān)閉，鋰離子的通路被切斷，促使電化學(xué)反應(yīng)降低甚至中止，溫升停止。
　　
　　鋰離子電池隔膜一般采用聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)單層微孔膜、以及由PP和PE復(fù)合的多層微孔膜用為隔膜。
　　
　　從外觀上看．它與普通的白色塑料膜沒什么明顯區(qū)別，但在鋰電池的結(jié)構(gòu)中，隔膜的性能直接影響著電池的容量、循環(huán)性能以及安全性能等特性。
　　
　　(5)外殼，有鐵外殼、鋁外殼和鋁塑軟包裝三種。
　　
　　如果由包裝分類，鋰電有三類多種，其中硬殼的有圓柱和方形兩種。
【看看這篇文章在百度的收錄情況】

相關(guān)文章

• 上一篇： 淺談“虛短”與“虛斷”
• 下一篇： 鉛酸電池和鋰電池的特性比較