正极原料作为目前市场上锂离子电池中锂离子的提供源,多数情况下选择具有 锂离子电势数值高且在空气介质中不活泼的嵌锂材料,在日常生产生活中最多使用 的是磷酸铁锂。
负极原料常用的是能允许锂离子可逆性的镶嵌与脱离的材料,锂离子的嵌进与 脱离的性能的好坏关系到锂电池容量的大小。常用的材料有:石墨、碳及金属氧化 物。
集流体承载着正负极的组成材料,它原本是一种金属物质,它的一切电特性都 符合欧姆定律,所以集流体可以近似的看做成具有恒定阻值的回路电阻,它常用来 把连接电池与外电路连接到一起。
电解质(液)均匀地充盈在隔膜隔开的两部分空间内,是锂电池的结构中必不 可少的部分,它通过输送锂离子,使得电流在正极板和负极板之间流通。锂电池使 用频率最高的四种类别的电解质为:非水液体电解质、固体电解质、聚合物电解质、 胶体电解质[13]。其中应用最广的,导电率属性最高的的是非水液体电解质,因其电 阻小,所以在大功率情况下输出电能时,电池比能量受到的损害小。
隔膜位于锂离子电池中,隔离了正负极材料,使得电池内部的一些自由电子无 法穿越,但是隔膜可以允许锂离子通过,到达正负极并进行相关的化学反应。主要 使用聚烯烃孔薄膜[14]。
SEI 膜是新的锂电池在刚开始使用时,电池充电时,电解液在碳负极表层轮廓 处发生化学反应而形成的一种钝化薄膜,这种膜能够使电子绝缘,但是是优良锂离来自~优尔、论文|网www.youerw.com +QQ752018766-
子导体的固态形状的电解质。它使得电极和电解液中间的电阻阻值提高,膜两侧端 产生一定量的电压降。品质好的 SEI 膜可以许可锂离子自由徘徊电极内外但是隔绝 有机溶剂的微粒分子的通过,避免电极材料被有机溶剂的分子损碎掉。若 SEI 膜遭 受损坏,在接下来的几次工作循环中,锂离子被损耗来修补 SEI 膜,反复几次弥补 过程,SEI 膜的厚度增加,电阻也会变大。
相际是固液两相之间接触的过渡部分,具有双电层结构,这里也会发生化学反 应,并产生一定的电压降。
锂电池的内部结构常见的就有卷绕式和层叠式两种样式。本文的研究对象是层 叠式的锂电池。如下图 2-1 为 LiFePO4 电池内部原料的层叠式构造。