锂离子电池基础知识
鋰離子電池共同點
鋰離子電池結(jié)構(gòu)
主要結(jié)構(gòu):
Positive electrode 對應(yīng) Cathode(還原反應(yīng)發(fā)生的位置)
Negative electrode對應(yīng)Anode
Electrolyte
Separator
Enclosure
次要結(jié)構(gòu):
兩個電極都由金屬,金屬上的活性材料組成,其中,金屬作為集電極和基底,電極材料包含可儲存鋰的材料。增加電子、離子導(dǎo)電性的結(jié)構(gòu)、提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的材料。
電解液常用的材料有EC,DEC,DMC,常用的鋰鹽有LiPF6。這些材料都具有可燃性。使用有機材料可提升安全性,但是會降低材料導(dǎo)電率。
隔膜是多孔有機膜,只有鋰離子可通過,最常用的材料是polyethylene和polypropylene。
封裝外殼要具有持久性。
分類
按結(jié)構(gòu)分:圓柱、方形和軟包
按材料分:LCO、LNO、NMC
材料的選取對電池特性有較大影響。
鈷酸鋰(LCO):較高的能量密度,但材料有毒,過充能力差,穩(wěn)定性較差,壽命較短。
鎳酸鋰(LNO):高于鈷酸鋰15%的能量密度,倍率性能差,成本低。
鎳錳鈷(NMC):高能量/功率密度,循環(huán)壽命長,安全性比鈷酸鋰好,常用的是1-1-1NMC。
鋁鎳鈷(NCA):安全性僅高于LCO
鈦酸鋰(LTO):高功率密度,低能量密度,低電壓,高循環(huán)壽命,無SEI膜。
鋰離子電池術(shù)語
標(biāo)稱電壓:以0.2C放電的平均電壓
標(biāo)稱容量:以0.2C放電的容量
放電特性:放電時間、放電倍率、放電深度等等。
定義來自:《Lithium-ion Batteries-Yuping Wu》
鋰離子電池活化實驗
對于放置時間過長的鋰離子電池進行容量測定前,還需要進行活化實驗。
1.以0.05C電流恒流充電至單體充電截止電壓,靜置15min。
2.以0.05C電流恒流放電至單體放電截止電壓,靜置15min。
3.重復(fù)步驟1,2。直至相鄰兩次測定的放出容量相差不到±1%時結(jié)束。
4.以0.4C電流恒流充電至單體充電截止電壓,轉(zhuǎn)恒壓充電至電流降至0.05C,靜置1h。
5.以0.4C電流恒流放電至單體放電截止電壓,靜置1h。
6.重復(fù)上述步驟,直至相鄰兩次測定的放出容量相差不到±1%時結(jié)束,以最后一次放出容量作為電池的實際容量。
總結(jié)
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