鋰電池總結報告

2021-03-04 03:23:35 字數 2218 閱讀 3361

「鋰電池」,是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。由於鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工、儲存、使用,對環境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。

隨著科學技術的發展,現在鋰電池已經成為了主流。

鋰電池大致可分為兩類:鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態的鋰,並且是可以充電的。

鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池,放電反應:li+mno2=limno2。鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。

鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。充電正極上發生的反應為:licoo2==li(1-x)coo2+xli++xe-(電子),充電負極上發生的反應為:

6c+xli++xe- = lixc6,充電電池總反應:licoo2+6c = li(1-x)coo2+lixc6。

鋰電池的負極通常為鋰或鋰合金金屬,正極可為氟化石墨、熱處理過的二氧化錳、亞硫醯氯、硫化鐵、氧化銅。而鋰離子電池正極可為licoo2、li2mno3、lifepo4、li2fepo?f,負極材料多為石墨,新的研究發現鈦酸鹽可能是更好的材料,大體分為以下幾種:

第一種是碳負極材料:實際用於鋰離子電池的負極材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹脂碳等;第二種是錫基負極材料:錫基負極材料可分為錫的氧化物和錫基復合氧化物兩種,氧化物是指各種價態金屬錫的氧化物,沒有商業化產品;第三種是含鋰過渡金屬氮化物負極材料,沒有商業化產品;第四種是合金類負極材料:

包括錫基合金、矽基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ,沒有商業化產品。第五種是奈米級負極材料:奈米碳管、奈米合金材料;第六種奈米材料是奈米氧化物材料:

使用奈米氧化鈦和奈米氧化矽新增在以前傳統的石墨,錫氧化物,奈米碳管裡面,極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數。

鋰電池芯過充到電壓高於 4.2v 後,會開始產生***。過充電壓愈高,危險性也跟著愈高。

鋰電芯電壓高於 4.2v 後, 正極材料內剩下的鋰原子數量不到一半, 此時儲存格常會垮掉, 讓電池容量產生永久性的下降。 如果繼續充電,由於負極的儲存格已經裝滿了鋰原子,後續的鋰金屬會堆積於負極材料表面。

這些鋰原子會由負極表面往鋰離子來的方向長出樹枝狀結晶。這些鋰金屬結晶會穿過隔膜紙,使正負極短路。有時在短路發生前電池就先**,這是因為在過充過程,電解液等材料會裂解產生氣體,使得電池外殼或壓力閥鼓漲破裂,讓氧氣進去與堆積在負極表面的鋰原子反應,進而**。

因此,鋰電池充電時,一定要設定電壓上限, 才可以同時兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為 4.2v。

鋰電芯放電時也要有電壓下限。 當電芯電壓低於 2.4v 時, 部分材料會開始被破壞。

又由於電池會自放電, 放愈久電壓會愈低,因此,放電時最好不要放到 2.4v 才停止。鋰電池從 3.

0v 放電到 2.4v 這段期間,所釋放的能量只佔電池容量的 3%左右。因此,3.

0v 是乙個理想的放電截止電壓。 充放電時,除了電壓的限制,電流的限制也有其必要。電流過大時,鋰離子來不及進入儲存格,會聚集於材料表面。

這些鋰離子獲得電子後,會在材料表面產生鋰原子結晶,這與過充一樣,會造成危險性。萬一電池外殼破裂,就會**。 因此,對鋰離子電池的保護,至少要包含:

充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項。一般鋰電池組內,除了鋰電池芯外,都會有一片保護板,這片保護板主要就是提供這三項保護。但是,保護板的這三項保護顯然是不夠的,全球鋰電池**事件還是頻傳。

要確保電池系統的安全性,必須對電池**的原因, 進行更仔細的分析。

為了開發出效能更優異的品種,人們對各種材料進行了研究。從而製造出前所未有的產品。比如,鋰二氧化硫電池和鋰亞硫醯氯電池就非常有特點。

它們的正極活性物質同時也是電解液的溶劑。這種結構只有在非水溶液的電化學體系才會出現。所以,鋰電池的研究,也促進了非水體系電化學理論的發展。

除了使用各種非水溶劑外,人們還進行了聚合物薄膜電池的研究。鋰電池廣泛應用於水力、火力、風力和太陽能電站等儲能電源系統郵電通訊的不間斷電源,以及電動工具、電動自行車、電動電單車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領域。鋰離子電池以其特有的效能優勢已在可攜式電器如手提電腦、攝像機、移動通訊中得到普遍應用。

開發的大容量鋰離子電池已在電動汽車中開始試用,預計將成為21世紀電動汽車的主要動力電源之一,並將在人造衛星、航空航天和儲能方面得到應用。隨著能源的緊缺和世界的環保方面的壓力。鋰電被廣泛應用於電動車行業,特別是碳酸鐵鋰材料電池的出現,更推動了鋰電池產業的發展和應用。

鋰電池介紹

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料 使用非水電解質溶液的電池。最早出現的鋰電池來自於偉大的發明家愛迪生,使用以下反應 li mno2 limno2該反應為氧化還原反應,放電。由於鋰金屬的化學特性非常活潑,使得鋰金屬的加工 儲存 使用,對環境要求非常高。所以,鋰電池長期沒有得到應用。現在鋰電池已經...

鋰電池管理系統

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