人類社會的進(jìn)步離不開社會上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會去了解電子產(chǎn)品的組成，比如鋰離子電池。
鋰離子電池是可充放電池，帶電離子在正負(fù)極之間運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移，給外部電路供電或者從外部電源充電。具體的充電過程中，外電壓加載在電池的兩極，鋰離子從正極材料中脫嵌，進(jìn)入電解液中，同時出現(xiàn)多余電子通過正極集流體，經(jīng)外部電路向負(fù)極運(yùn)動;鋰離子在電解液中從正極向負(fù)極運(yùn)動，穿過隔膜到達(dá)負(fù)極;經(jīng)過負(fù)極表面的SEI膜嵌入到負(fù)極石墨層狀結(jié)構(gòu)中，并與電子結(jié)合。
鋰電池被稱為“搖椅型”電池，帶電離子在正負(fù)極之間運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)電荷轉(zhuǎn)移，給外部電路供電或者從外部電源充電。具體的充電過程中，外電壓加載在電池的兩極，鋰離子從正極材料中脫嵌，進(jìn)入電解液中，同時產(chǎn)生多余電子通過正極集流體，經(jīng)外部電路向負(fù)極運(yùn)動;鋰離子在電解液中從正極向負(fù)極運(yùn)動，穿過隔膜到達(dá)負(fù)極;經(jīng)過負(fù)極表面的SEI膜嵌入到負(fù)極石墨層狀結(jié)構(gòu)中，并與電子結(jié)合。
實(shí)際上，幾乎所有的快速充電電池都可以使用多種負(fù)極材料制成。首先，確保需求函數(shù)包括電導(dǎo)率(降低內(nèi)阻)，三月(確保反應(yīng)動力學(xué))，體形(不確定)和安全性(不確定)，適當(dāng)?shù)募庸すδ?產(chǎn)品外觀不要太大) ，減少惡習(xí)，安全服務(wù))。當(dāng)然，對于每個特定數(shù)據(jù)集，要解決的問題可能有所不同，但是可以優(yōu)化公共肯定數(shù)據(jù)集以滿足這些要求，但是不同數(shù)據(jù)集之間存在差異。
目前，市場上占主導(dǎo)地位的負(fù)極材料仍是石墨(約占市場份額的90%)。根本原因是它便宜，石墨的綜合加工性能和能量密度都比較好，缺點(diǎn)也很少。當(dāng)然，石墨負(fù)極也存在問題。其表面對電解質(zhì)敏感，并且鋰嵌入反應(yīng)具有很強(qiáng)的方向性。因此，重要的是努力工作以改善石墨表面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并促進(jìn)鋰離子在基板上的擴(kuò)散。
近年來，硬碳和軟碳材料已經(jīng)有了許多發(fā)展：硬碳材料具有很高的鋰插入潛力，并且材料中具有微孔，因此反應(yīng)動力學(xué)性能良好。碳和軟碳材料與電解質(zhì)具有很好的相容性，而MCMB材料也很具有代表性，但是硬碳和軟碳材料通常效率低且成本高(并且想像石墨價(jià)格便宜，恐怕它也一樣便宜)從工業(yè)角度來看是沒有希望的)，因此電流消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于石墨，并且更多地用于某些特殊電池。
給鋰離子電池充電時，鋰遷移到負(fù)極?？焖俪潆姾痛箅娏饕鸬倪^高電位將使負(fù)極電位變得更負(fù)。此時，負(fù)極快速吸收鋰的壓力將增加，并且產(chǎn)生鋰樹枝狀晶體的趨勢將增加。因此，負(fù)極不僅必須滿足快速充電期間的鋰擴(kuò)散。鋰離子電池的動力學(xué)要求還必須解決由鋰樹枝狀晶體趨勢增加引起的安全性問題。因此，快速充電芯的主要技術(shù)困難是鋰離子在負(fù)極中的插入。
第二個是隔膜隔膜：大電流運(yùn)行對電池的安全性和壽命提出了更高的要求。隔膜涂布技術(shù)無法繞開。由于其高安全性和消耗電解質(zhì)中雜質(zhì)的能力，特別是提高三元電池的安全性，陶瓷涂層的隔膜被迅速推出。當(dāng)前在陶瓷膜片中使用的最重要的系統(tǒng)是在傳統(tǒng)膜片的表面上涂覆氧化鋁顆粒。相對新穎的方法是在隔膜上涂覆固體電解質(zhì)纖維。這樣的隔膜具有較低的內(nèi)阻，并且纖維對隔膜具有更好的機(jī)械支撐效果。極好，在使用過程中堵塞隔膜孔的可能性較低。
本文只能帶領(lǐng)大家對鋰離子電池有了初步的了解，對大家入門會有一定的幫助，同時需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來討論文章的一些知識點(diǎn)。
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