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文档简介

1、、锂离子电池、蓄电池、一次锂电池(也称锂一次电池)、锂电池(简称锂一次电池)、锂二次电池(也称锂二次电池)、一次锂电池的发展历史、目前,在20世纪70年代和60年代。多种材料已应用于一次锂电池,并在一次锂电池中商业化。一次锂电池已经有了很大的发展,并开始了对一次锂电池的研究,包括手表、计算器、植入式医疗器械、锂二氧化锰、锂氧化铜、锂二氧化硅、锂二氧化硫、锂二氧化银等。在锂一次电池商业化的过程中,人们发现许多层状无机硫族化合物可以是相同的。在嵌入化合物的基础上,锂二次电池诞生了,其中埃克森公司的惠廷翰于1970年利用锂-硫系统制造了第一个锂电池。然而,由于枝晶造成严重的安全隐患,未能成功实现商业

2、化。100次循环形成的锂枝晶图,锂二次电池的产生,1惠廷汉姆苏专利40090521977 2惠廷汉姆科学,1975,192: 1226,1941年出生,1964年出生于牛津大学,1967年出生于麻省,惠廷汉姆博士是发明嵌入式锂离子电池的重要人物。在与埃克森公司合作制造第一个锂电池后,他发现水热合成法可以用来制备电极材料。这种方法目前由磷技术公司使用,该公司拥有磷酸铁锂专利的独家使用权。由于他的杰出贡献,他获得了1971年的青年作家奖和2004年的电池研究奖,并当选为成员。曼利斯坦利惠廷汉,锂和过渡金属的复合氧化物,锂离子电池的生产,锂离子电池,比能量,电压,石墨与层状结构,120-150瓦时/

3、千克是普通镍镉电池的2-3倍,高达3.6V,正极,日本索尼公司在20世纪80年代末,提出锂离子电池不同于锂电池,所以在推出之前,首先推出锂电池。例如,照相机中使用的纽扣电池过去属于锂电池。锂电池的正极材料为二氧化锰或亚硫酰氯,负极材料为锂。电池组装后,电池会有电压,所以不需要充电。这种电池也可以充电,但其循环性能不好。在充放电循环过程中,容易形成锂晶体,造成电池内部短路,因此一般禁止给这类电池充电。锂离子电池:由碳材料制成的锂电池后来,日本索尼公司发明了一种由碳材料制成的锂电池作为负极,含锂化合物作为正极。在充放电过程中,没有金属锂,只有锂离子,这就是所谓的锂离子电池。当电池充电时,锂离子在电

4、池的正极上产生,并且产生的锂离子通过电解质移动到负极。作为负极,碳具有带许多微孔的层状结构,到达负极的锂离子嵌入在碳层的微孔中。嵌入的锂离子越多,充电容量越高。类似地,当电池放电时(也就是说,当我们使用电池时),嵌入负极碳层中的锂离子出来并回到正极。返回阳极的锂离子越多,放电容量就越高。目前,锂离子电池通常是锂二次电池。摇椅电池,1米歇尔阿曼德,菲利普佩图扎因。作为阴极材料的图形中断化合物。材料科学与工程。卷31,1977,319-329 2阿曼德姆伯哈德理论,格勒诺布尔,1978 3阿曼德姆姆高级电池材料纽约:全体会议,1980年145。20世纪80年代初,M.B.Armond首次提出用嵌锂

5、化合物替代二次锂电池金属锂负极的想法。在新系统中,锂离子嵌入/脱嵌材料用于阳极和阴极材料。当电池充电时,正极的含锂化合物中的锂离子被除去,并且锂离子通过电解质移动到负极。负极的碳材料为具有许多微孔的层状结构,到达负极的锂离子嵌入在碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,电荷越高当电池放电时(也就是说,当我们使用电池时),嵌入负极碳层中的锂离子出来并回到正极。返回阳极的锂离子越多,放电容量就越高。我们通常所说的电池容量是指放电容量。在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极到负极的运动状态。这就像一把摇椅。摇椅的两端是电池的两极,锂离子在摇椅的两端来回移动。人们称这种电化学能量储存系统为“摇椅电池”。

6、阿曼德教授是锂离子电池的创始人之一,被国际学术界和工业界公认为电池领域具有原创性创新成果的电池专家。阿尔芒教授最初的主要学术贡献如下:1 .1977年,石墨锂嵌入化合物首次被发现并提出作为二次电池的电极材料。在此基础上,“摇椅电池”的概念于1980年首次提出,成功解决了锂负极材料的安全问题。2.1978年,人们首次提出聚合物固体电解质应用于锂电池。3.1996年,离子液体电解质材料被提出用于染料敏化太阳能电池。4.碳涂层的提出解决了磷酸铁锂正极材料的导电性问题,为动力电池和电动汽车的产业化奠定了基础。M. Armand,锂离子电池商业化,1990年,日本SONY公司正式推出LiCoO2/石墨锂

7、离子电池,该电池成功地用可可逆脱嵌锂的碳材料代替金属锂作为负极,从而克服了锂二次电池循环寿命短、安全性差的缺点,实现了锂离子电池的商业化。这标志着电池行业的一场革命。1 Nagaura,美国专利的发明人。5,273,842-A : Nagura T,Yamahira T专利权人,代号:SONY CORP(SONY-C),锂离子电池的特点,与镍镉和镍氢电池相比,锂离子电池的主要特点如下:无环境污染,绿色电池,输出电压高,能量密度高,安全,循环性好,自放电率小,充放电快,充电效率高,锂离子电池的工作原理,可充电锂电池的原理图和工作原理锂离子电池的充电过程分为两个阶段:恒流快速充电阶段(指示灯为红色

8、)和恒压减流阶段(指示灯为黄色)。 锂离子电池原理探讨。锂离子电池的过度充电和放电会对正负电极造成永久性损坏。过度放电导致负极的碳片结构塌陷,塌陷会导致锂离子在充电过程中无法插入;过度充电会导致太多的锂离子嵌入负极的碳结构中,其中一些无法再释放。锂离子电池的最佳充放电方式是浅充放电。电池内阻指电池工作时流经电池的电流电阻。它由欧姆内阻和极化内阻组成。电池的高内阻会导致放电工作电压的降低和放电时间的缩短。内阻主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。电池内阻是衡量电池性能的一个重要参数。电池的容量可分为额定容量和实际容量。根据规定,在常温、恒流(1C)和恒压(4.2V)充电条件下,充电3小

9、时后在0.2C放电至2.75V,放电功率为其额定容量。电池的实际容量是指电池在一定放电条件下的实际放电功率,主要受放电速率和温度的影响(严格来说,电池容量应该表示充放电条件)。容量单位:毫安和安培(1安培=1000)。工作电压,也称为端电压,是指当t开路电压和工作电压开路电压是指电池在非工作状态下,即没有电流流过电路时,正负电极之间的电位差。锂离子电池的开路电压一般在充满电后约为4.14.2伏,放电后约为3.0伏。通过检测电池的开路电压,可以判断电池的充电状态。放电平台时间放电平台时间是指电池充满电时放电到一定电压的时间。例如:测量三元电池在3.6V时的放电平稳时间,用恒压充电至4.2V,当充

10、电电流小于0.02C时停止充电,即充满电,然后静置10分钟。在任何放电电流速率下放电至3.6V时的放电平稳时间是该电流下的放电平稳时间。由于一些使用锂离子电池的电器的工作电压有电压要求,如果低于要求值,就会无法工作。因此,放电平台是衡量电池性能的重要标准之一。充放电率充放电率是指电池在规定时间内放电至额定容量所需的电流值。1c的值等于电池的额定容量,通常用字母C表示。如果电池的额定容量为10Ah,10A为1C,5A为0.5C,100A为10C,依此类推。自放电率自放电率,也称为电荷保持能力,是指当电池处于开路状态时,在一定条件下,电池保持储存在电池中的电量的能力。它主要受制造工艺、材料、储存条

11、件等因素的影响。它是衡量电池性能的一个重要参数。充电效率和放电效率充电效率是衡量电池消耗的电能转化为可由电池储存的化学能的程度。主要受电池技术、配方和电池工作环境温度的影响。通常,环境温度越高,充电效率越低。放电效率是指在一定放电条件下,实际放电功率与端电压之比与电池额定容量之比,主要受放电速率、环境温度和内阻等因素影响。通常,放电速率越高,放电效率越低。温度越低,放电效率越低。循环寿命电池循环寿命是指当电池容量下降到某一规定值时,电池在某一充放电系统下经历的充放电次数。根据锂离子电池国标,在1C中循环500次后,容量保持率超过60%。锂离子电池类型、1、圆柱形锂离子电池、3、硬币型锂离子电池

12、、4、薄膜型锂离子电池棱柱形锂离子电池的外观和内部结构如图所示。通常,正负电极和隔板缠绕在负极上,然后装入圆柱形钢壳中,然后注入电解液,最后形成产品。下图还包括安全组件,如正温度系数端子和安全排气口。圆柱形锂离子电池。方形锂离子电池的外观和内部结构如图所示。它的主要部件类似于圆柱形锂离子电池,主要由正负电极、电解质和外壳组成。通常,当电解液是液体时,使用钢壳;如果使用聚合物电解质,可以使用铝塑包装材料。除了圆柱形锂离子电池和方形锂离子电池,还有硬币型锂离子电池,它们结构简单,通常用于科学研究和测试。薄膜锂离子电池是锂离子电池发展的最新领域,其厚度可达毫米甚至微米级,常用于银行防盗跟踪系统、电子

13、防盗保护、微型气体传感器、微型电量计等微电子器件,薄膜锂离子电池主要部件、锂离子电池的正极材料、负极材料、隔膜、电解质、外壳、锂离子电池的常用材料,能量越高,电动汽车的续航距离越远, 功率越高,电动汽车的加速和爬坡性能越好,电动汽车安全性决定因素的循环性越好,电动汽车的寿命越长,比能量越高,比功率越高,自放电越少。 安全性好,对锂离子电池正极材料的要求,正极材料理论电容的计算1摩尔正极材料锂离子完全脱嵌时的转移功率为96,500(96,500/摩尔为法拉第常数)。单位知道mAh/g是指每克电极材料释放的理论功率:1mAh1(103)安培360秒3.6C以磷酸铁锂为例:磷酸铁锂的分子量为157.

14、756 g/Mol,所以他的理论电容为96500/157.756/3.6=170毫安小时/克,常用的阴极材料及其性能比较,二氧化硅、二氧化锰、二氧化锰、安全性差、价格昂贵、合成困难、衰减严重、二氧化硅等在通信电池领域,三元复合材料和镍酸锂是最有可能取代钴酸锂的正极材料。与钴酸锂相比,这三种元素具有价格优势和更高的安全性,而镍酸锂具有更高的容量。1997年,Padhi和Goodenough发现具有橄榄石结构的磷酸盐,如磷酸铁锂(LiFePO4),比传统的正极材料更安全,尤其是耐高温性能,其抗过充性能远远优于传统的锂离子电池材料。因此,它已成为目前大电流放电动力锂电池的主流正极材料。作为可充电锂电池正极材料的磷橄榄石。足球。第144卷,第4期,1997年4月,磷酸亚铁锂的出现,阿克沙亚帕迪,约翰古德,1922年出生于德国。第二次世界大战前,他在美国著名的耶鲁大学学习,但学习文学和

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