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锂电池负极材料

时间: 2019-05-30 浏览次数: 90 作者: 河南永和春新能源集团有限公司 来源: www.fanazzle.com

产品简介:
负极指电源中电位(电势)较低的一端。在原电池中,是指起氧化作用的电极,电池反应中写在左边。从物理角度来看,是电路中电子流出的一极。而负极材料,则是指电池中构成负极的原料,目前常见的负极材料有碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料和纳米级负极材料。
负极
负极材料:多采用石墨。新的研究发现钛酸盐可能是更好的材料。
负极反应:放电时锂离子脱嵌,充电时锂离子嵌入。
充电时:xLi+ + xe- + 6C → LixC6
放电时:LixC6 → xLi+ + xe- + 6C
锂原电池
二氧化锰
以金属锂为负极,以经过热处理的二氧化锰为正极,隔离膜采用PP或PE膜,圆柱型电池与锂离子电池隔膜一样,电解液为高氯酸锂的有机溶液,圆柱式或扣式。电池需要在湿度≤1%的干燥环境下生产。
特点:低自放电率,年自放电可≤1%,全密封(金属焊接,lazer seal)电池可满足10年寿命,半密封电池一般是5年,如果工作控制不好的话,还达不到这个寿命。在圆柱型锂锰电池开发方面做得比较好的亿纬,已实现自动化生产,电池可以做到短路、过放电等测试不爆炸。
一般在台式电脑的主板上,有一个扣式的锂电池,提供微弱的电流,可以正常使用3年左右,一些宾馆的门禁卡、仪器仪表等也使用锂--二氧化锰电池,使用量逐年下降。
亚硫酰氯
以金属锂为负极,正极和电解液为亚硫酰氯(氯化亚砜),圆柱式电池,装配完成即有电,电压3.6V,是工作电压最平稳的电池种类之一,也是目前单位体积(质量)容量最高的电池。适合在不能经常维护的电子仪器设备上使用,提供细微的电流。
其他锂电池还有锂--硫化亚铁电池、锂--二氧化硫电池等。
锂离子
锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)两类。其中,液态锂离子电池是指 Li +嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物-钴酸锂、锰酸锂,负极采用锂-碳层间化合物。锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长,是21世纪发展的理想能源载体。
1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化,使人们的移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备重量和体积大大减小。使用时间大大延长。由于锂离子电池中不含有重金属镉,与镍镉电池相比,大大减少了对环境的污染。
锂电池的污染还是有的,只是相对来说比较小。
核聚变
大力核聚变锂电池又叫原子电池,核电池,氚电池和放射性同位素发生器的术语用于描述使用能源的一种装置,它从一个放射性的同位素,以产生电力的衰减。核反应堆一样,它们产生的电力,原子能,但不同之处在于,他们不使用链式反应。与其他电池相比,它们是非常昂贵的,但有极长的寿命和高能量密度,因此它们被主要用于无人值守操作的设备,必须很长一段时间,如航天器,心脏起搏器,水下系统和自动化作为动力源在世界偏远地区的科学考察站。
电池结构
锂电池通常有两种外型:圆柱型和方型。电池内部采用螺旋绕制结构,用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件(部分圆柱式使用),以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。
单节锂电池的电压为3.7V(磷酸亚铁锂正极的为3.2V),电池容量也不可能无限大,因此,常常将单节锂电池进行串、并联处理,以满足不同场合的要求。
电池应用
随着二十世纪微电子技术的发展,小型化的设备日益增多,对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。
最早得以应用的是锂亚原电池,用于心脏起搏器中。由于锂亚电池的自放电率极低,放电电压十分平缓。使得起搏器植入人体长期使用成为可能。
锂锰电池一般有高于3.0伏的标称电压,更适合作集成电路电源,广泛用于计算机、计算器、手表中。
锂离子电池大量应用在手机、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航灯、家用小电器上,可以说是最大的应用群体。

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