充电桩技术网 投稿 锂离子电池结构示意图(锂离子电池的工作原理)

锂离子电池结构示意图(锂离子电池的工作原理)

锂离子电池结构示意图

锂离子电池由正极材料、负极材料、电解液和隔膜4个部分组成,图1为锂离子电池的工作原理以及结构示意图。该隔膜是一种具有微孔结构的功能膜材料,厚度一般为8~40μm,在电池体系中起着分隔正负极、阻隔充放电时电路中电子通过、允许电解液中锂离子自由通过的作用,可在电池充放电或温度升高的情况下有选择地闭合微孔,以限制过大电流、防止短路,其性能的优劣直接决定了电池的整体性能。

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图1 锂离子电池工作原理及结构示意图

锂离子电池的工作原理

正极上使用的化合物能够在充电时会分解出锂离子,以碳素材料为负极。锂离子嵌入和脱离正极化合物的过程就是蓄电池充电和放电的过程,这个过程同时伴随着与锂离子等量电子的嵌入和脱离。一般情况下,人们用嵌入表示充电,用脱插表示放电。锂离子在正、负极之间来回嵌入和脱插的过程就是充电和放电的过程,也因此锂离子电池也被称为“摇椅电池”。

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锂离子电池充电:充电的过程就是锂离子生成和运动的过程,电池正极的化合物产生大量的锂离子,进过电解液之后,锂离子由正极运动到负极。而锂离子电池的负极是由碳素材料构成的,到达负极的锂离子会嵌入在碳素材料的小孔中,碳素材料能够容纳的锂离子越多, 电池能够容纳的电量就越大,也就是常说的容量(mAh)。

锂离子电池放电:放电的过程与充电的过程相反,负极的锂离子脱离碳素材料的小孔,返回正极。回到正极的锂离子的数量越多,电池的电量使用的就越多,剩余电量就越少。

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