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动力电池习题答案机工版

动力电池

课后习题答案

 

机械工业出版社

第1章

1-1电池是一种可以将化学能直接转化为电能的化学电源,电池的基本原理即是用“活性较高”的金属材料制作阳极(即负极-),而用较为稳定的材料制作阴极(即正极+),阳极材料由于库仑力的原因丢失电子(还原反应),流向阴极使其获得电子(氧化反应),而电池内部(电解液)则发生阴极的阴离子流向阳极与阳离子结合,由此形成回路,产生电能。

电池可以分为一次电池和二次电池。

一次电池在使用一次之后即废弃,不可充电循环使用,自放电小、内阻大。

且废弃后处理不当还会对环境造成污染。

而二次电池则可以充电并多次使用。

自放电远大于一次电池,内阻小。

二次电池产生的废弃物不到一次电池的千分之一,提高了资源利用率,更加环保。

1-2电池是将物质化学反应产生的能量直接转换成电能的一种装置。

1799年,1799年,意大利物理学家AlessandroVolta发明了第一款电池(VlotaicPile伏特堆),这被认为是人类历史上第一套电源装置。

1859年法国物理学家GastonPlanté试制成功铅酸蓄电池以后,化学电源便进入了萌芽状态。

1868年法国科学家勒克郎谢(Leclanche)研制成功了以NH4Cl为电解液的锌—二氧化锰干电池;1899年,瑞典人WaldemarJungner发明了镍镉电池;1900年爱迪生(Edison)研制成功铁-镍蓄电池。

进入20世纪后,电池理论和技术一度处于停滞状时期,但在二次世界大战之后,随着一些基础研究在理论上取得突破、新型电极材料的开发和各类用电器具日新月异的发展,电池技术又进入了一个快速发展的时期,科学家首先发展了碱性锌锰电池。

1950年之后,加拿大工程师LewisUrry发明了现在非常常见的碱性电池,碱性电池是当前常用的一次性电池。

进入80年代,科学技术发展越发迅速,对化学电源的要求也日益增多、增高。

如集成电路的发展,要求化学电源必须小型化;电子器械、医疗器械和家用电器的普及不仅要求化学电源体积小,而且还要求能量密度高、密封性和贮存性能好、电压精度高。

因此电池池的研究重点转向蓄电池,1988年,镍镉电池实现商品化。

1992年,锂离子电池实现商品化,1999年,聚合物锂离子蓄电池进入市场。

1-3我国二次电池的发展大致可以分为三个时期。

第一个时期是五十年代兴起的铅酸蓄电池,成本低且能够充电循环使用。

第二个时期是六十年代成功开发的镉镍碱性蓄电池,该类型电池由于具备高功率、高寿命的特点以及良好的低温性能,被广泛地应用于航海、通讯、电力、铁路、通讯、电动工具、办工自动化等诸多领域。

第三个时期是从进入九十年代至今,九十年代初期中国已开始研制锂电池的初级产品,主要是用于电子计算器上的二氧化锰扣式电池,以及少量的锂、碘和卷边封口的锂、二氧化硫电池,随后又研制出小型碳包式的锂、亚硫氯电池。

此外90年代初,中国才开始自主规模化生产可供军方使用的安全可靠的锂电池。

到了90年代末期,我国对锂离子电池的研究有了突破性的进展,国内一些公司都在大规模生产液态锂离子电池,产品的技术水平已达到或超过日本同类电池的水平。

1999年12月国内自行设计开发了日产1万只聚合物锂离子电池的生产线,这也是世界上形成规模的第三条聚合物锂离子电池生产线。

1-4锂离子电池的发展经历了锂原电池、液体锂离子电池、聚合物锂离子电池三个发展阶段。

锂离子蓄电池的开发最大的困难是金属锂负极存在很大的问题。

这是由于在充电反应过程中会产生锂枝晶(纤维状结晶),这种现象会导致蓄电池产生两个致命的缺陷。

第一是对电池特性的影响,以纤维状沉积的金属锂会以100%的效率放电,由此导致电池充放电循环困难,并引起电池的循环寿命和贮存等性能的下降。

第二个缺陷就是枝晶会通过充放电的循环反复形成,锂枝晶可能穿透隔膜,造成电池内部短路,从而发生爆炸。

聚合物锂离子电池是锂离子电池发展史上的重大突破。

它的电解质是以固态或胶体的形式存在的,没有自由液体,因而加工性和可靠性大大提高,不需要金属外壳,可以制成全塑包装,减轻重量;电解质可以同塑料电极叠合,使高能量与长寿命结合起来,并且形状和大小可调,拓宽了适用范围;由于电解液被聚合物中的网格所捕捉,均匀地分散在分子结构中,提高了电池的安全性。

第2章

2-1锂离子电池的组成部分:

正极、负极、集流体、电解质、隔膜。

工作原理:

锂离子电池是一种二次电池,主要依靠锂离子在正极材料和负极材料之间的嵌入与脱出,并同时通过得失电子的氧化还原反应来实现充放电。

充电时,Li+从正极脱出,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态,放电时则相反。

已成功商业化应用的正极材料主要为LiCO2、LiMn2O4、LiFePO4与三元素材料(Ni、Co、Mn)等。

应用较多的负极材料有人造石墨、Li4Ti5O12与硅碳材料也有应用。

2-2电池的记忆效应是指电池长时间经受特定的工作循环后,自动保持这一特定的倾向。

如果电池长期不彻底充电、放电,易在电池内留下痕迹,电池容量就会下降。

锂离子电池不存在这种效应。

锂离子电池在多次充放电后容量仍然会下降,原因是复杂而多样的。

主要是正负极材料本身的变化,从分子层面来看,正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞;从化学角度来看,是正负极材料活性钝化,出现副反应生成稳定的其他化合物。

物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况,最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目。

2-3锂离子电池的优点:

开路电压高。

由于采用了有机体系电解液,锂离子电池的单体电压约为3.6V。

比能量密度高。

锂离子电池的比能量密度可达200Wh/kg以上,体积能量密度可达300Wh/L以上。

自放电率小。

室温下锂离子电池电荷保持能力很强。

循环次数多、寿命长。

工作温度范围广。

锂离子电池的工作温度范围可达到-30∼60℃。

无记忆效应。

环境友好。

不含镉、铅、汞等有害物质,通常被认为是一种“绿色”二次电池。

锂离子电池的缺点:

内阻大。

锂离子电池采用有机体系的电解液,电导率要比水体系的电解液低得多,内部阻抗要比镍镉电池与镍氢电池低一个数量级。

工作电压变化范围大。

成本高。

滥用性能较差。

过充安全性较差,需要有保护电路防止过充。

2-4在电动汽车开发方面,锂离子动力电池已经成为主流。

在国内众多汽车研制和生产企业开发的电动汽车半数以上车型采用了锂离子电池,并有逐步扩大的趋势。

国际上,进入市场销售的纯电动汽车和插电式混合动力汽车,如日产公司的LEAF、三菱公司的i-MIEV以及通用公司的VOLT均采用了锂离子电池系统。

第3章

3-1

(1)高温固相法;该方法具有操作简便、成本低、产量大等优点;但也存在材料物相不纯、颗粒较大且颗粒分布不均等缺点,因此在研究中很少应用。

(2)共沉淀法;共沉淀法不仅可以使原料细化和均匀混合,且具有工艺简单、煅烧温度低和时间短、产品性能优良等特点,是目前使用最为普遍的产业化方法。

(3)溶胶凝胶法;能被均匀混合反应物,同时能定量地掺入一些微量元素,实现分子水平上的均匀掺杂,此外,与固相反应相比,化学反应将容易进行,而且仅需要较低的合成温度;但是,溶胶凝胶过程所需时间较长,常需要几天或儿几周,凝胶中存在大量微孔,在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物,并产生收缩。

除了上述几种制备方法,还可以采用水热法、喷雾干燥法、燃烧法等制备三元正极材料。

3-2高镍材料在带电状态下易出现氧的损失和不可逆的结构转变现象;Ni2+和Li+混合镍含量高;高镍材料的微裂纹在长循环过程中,容易导致电池性能衰减。

高镍三元材料表面碱度高,对CO2和H2O敏感,因此材料的制备需要更严格的全流程管控制备条件、更严格的包装储存条件和更严格的后处理条件。

3-3电池的镍含量增多,材料物化特性发生变化,合成条件变得苛刻;在充放电过程中易出现材料体积收缩现象,使材料结构稳定性下降,影响材料的循环性能;材料热稳定性变差;电极材料充电过程中,会生成更多的Ni4+,易与电解液发生副反应,影响电池物化性能,高温下这种现象更明显。

在高电压下,三元材料会发生明显的性能衰减,主要原因是结构发生了不可逆的相转变,造成电化学性能和安全性下降。

此外,高压工况容易促进上述缺点的引发。

3-4核壳结构正极材料以高容量的富镍材料为内核,高稳定结构的锰基材料为外壳。

其类型可分为普通型、梯度型和全梯度型,其中全梯度型核壳结构没有明显的核壳界限,可以消除核壳结构界面过渡金属组分的突变和结构之间的不匹配性,使锂离子在结构中实现平缓的过渡,该结构材料拥有更高的比容量、更好的倍率和循环性能、热稳定性。

第4章

4-1铁锂电池是一种干电池,其具有容量大、体积小、重量轻、大电流放电、低温性能优异的特点。

从材料上来看,铁锂电池的电解液是含锂盐的有机溶剂而不是水溶液,即使不小心漏液,也不会对金属、电路板、塑料造成腐蚀。

而碱性电池使用的电解液为氢氧化钾,这是一种碱性很强的物质,会对金属、塑料造成严重的腐蚀。

从工艺上来看,铁锂电池的隔膜和正负极材料采用卷绕的方式,电解液浸润在正负极材料上以及吸附在正负极与隔膜形成的电芯“卷”中,电池中不存在流动的电解液,从源头上避免了漏液。

而碱性电池使用单层隔膜隔离正负极,正极材料、负极材料、电解液分开放置,里面的氢氧化钾电解液呈流动状态,使用年限一久就会漏出。

从结构上来看,铁锂电池封口采用的是半密封结构,在生产过程中会加入密封圈。

而碱性电池则不存在上述结构。

4-2

(1)电池能量密度:

三元电池的能量密度普遍在200Wh/kg,随着技术的提升可能达到300Wh/kg;而铁锂电池的能量密度基本在100~110Wh/kg,个别性能优良的可以达到130~150Wh/kg,即使“刀片电池”的铁锂电池,其“体积比能量密度”上比传统磷酸铁锂电池提升50%,但也很难突破200Wh/kg。

(2)耐高温性能:

三元电池对温度的敏感度较高,在300℃左右就会发生分解,而铁锂材料则是在800℃左右才会发生分解。

并且三元材料的化学反映更加剧烈,会释放氧分子,在高温作用下电解液迅速燃烧,发生连锁反应。

因此对三元电池对BMS系统的要求非常高,需要防过温保护装置和电池管理系统来保护电池的安全。

(3)低温适应性:

铁锂的最底使用温度不低于-20℃,而三元电池最低温度可达-30℃以下,且在同样的低温环境下,三元电池的可容量明显高于铁锂电池,比如在-20°C时,三元电池能够释放约80%的容量,而铁锂电池只能释放约50%的容量。

此外低温环境下三元电池的放电电压远远高于铁锂电池,能更大程度发挥电机的能力,动力性更佳。

(4)充电性能:

三元电池与铁锂电池在不大于10C充电时,恒流充电容量/总容量比例无明显差距;10C以上倍率充电时,磷酸铁锂电池恒流充电容量/总容量比例较小,充电倍率越大。

恒流充电容量/总容量比例与三元材料电池差距越明显,这主要与磷酸铁锂在30%~80%SOC是电压变化较小有关。

(5)循环寿命:

铁锂电池的完全充放电循环次数大于3000次,而三元锂电池比磷酸铁锂电池寿命短一些,完全充放电循环大于2000次会开始出现衰减现象。

(6)生产成本:

三元电池生产所必需的镍、钴元素为贵金属,而铁锂电池不含贵重金属材料,所以三元锂电池的成本相对较高。

4-3

(1)碳包覆:

提供还原气氛,防止金属离子氧化;抑制内部颗粒接触,阻止晶粒的过度长大;极大的提高材料的电子电导率,改善其容量与倍率性能。

(2)形貌控制:

LiMPO4晶体中锂离子的传输存在高度的各项异性,缩短特定方向路径距离可以极大地提高锂离子的传输速度。

通过超临界方法以片状NH3MPO4为前驱体同时制备的材料,可以达到较高的容量,并具有优秀的循环性能与倍率性能。

(3)纳米化:

材料的纳米化也可以提高LiMPO4材料的离子传输速度。

通过乙二醇做溶剂制备单分散的LiFePO4纳米颗粒,极大地提高了该材料的倍率性能。

(4)离子掺杂:

离子掺杂可以稳定材料结构,改变材料的导电机制,进而改善材料电子和离子电导率,是提高材料性能的另一种有效手段。

4-4LiFePO4电池在充电时,正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜向负极迁移;在放电过程中,负极中的锂离子Li+通过隔膜向正极迁移。

电池充电时,Li+从磷酸铁锂晶体的[010]面迁移到晶体表面,在电场力的作用下,进入电解液,穿过隔膜,再经电解液迁移到石墨晶体的表面,然后嵌入石墨晶格中。

与此同时,电子经导电体流向正极的铝箔集电极,经极耳、电池极柱、外电路、负极极柱、负极耳流向负极的铜箔集流体,再经导电体流到石墨负极,使负极的电荷达至平衡。

锂离子从磷酸铁锂脱嵌后,磷酸铁锂转化成磷酸铁。

电池放电时,Li+从石墨晶体中脱嵌出来,进入电解液,穿过隔膜,再经电解液迁移到磷酸铁锂晶体的表面,然后重新经[010]面嵌入到磷酸铁锂的晶格内。

与此同时,电池经导电体流向负极的铜箔集电极,经极耳、电池负极柱、外电路、正极极柱、正极极耳流向电池正极的铝箔集流体,再经导电体流到磷酸铁锂正极,使正极的电荷达至平衡。

从铁锂电池的工作原理可知,铁锂电池的充放电过程需要锂离子和电子的共同参与,而且锂离子的迁移速度与电子的迁移速度要达至平衡。

这就要求锂离子电池的正负电极必须是离子和电子的混合导体,而且其离子导电能力和电子导电能力必须一致。

第5章

5-1与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是,固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池;固态锂电池技术采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导介质,取代以往锂电池的电解液,大大提升锂电池的能量密度。

5-2固态锂离子电池和传统的锂离子电池的工作原理并无区别,传统的液态锂离子电池被称为“摇椅式电池”,摇椅的两端为电池的正负两极,中间为液态电解质,锂离子在电解液中来回迁移来实现充放电过程,而固态电池的电解质为固态,相当于锂离子迁移的场所转移到了固态的电解质中。

5-3固态电池分成聚合物、氧化物和硫化物三大类,其中聚合物电解质属于有机电解质,氧化物与硫化物电解质属于无机陶瓷电解质。

不管是固态还是液态,对电解质的核心要求就是稳定性好、安全性高、性能优异。

5-4聚合物固态电解质(SPE)主要由聚合物基体与锂盐构成,其优点在于高温离子电导率高,易于加工,电极界面阻抗可控。

因此成为最先实现产业化的技术方向。

但这种电池的最大缺点也是低温离子导电率低,在室温下的离子电导率也是三大体系中最低的,这也就严重制约了该类型固态电池的发展。

无机固态电解质包括氧化物体系与硫化物体系两种,无机材料的锂离子电导率在室温下要更高,但电极之间的界面电阻往往高于聚合物体系。

其中氧化物体系开发进展更快,已有产品投入市场。

氧化物体系主要分为薄膜型与非薄膜型两大类,薄膜型产品性能较好,但扩容困难;非薄膜型氧化物产品综合性能出色,各项指标都比较平衡,不存在在较大的生产难题,已成为中国企业重点开发的方向。

硫化物体系开发潜力最大,开发难度也最大。

硫化物电解质是电导率最高的一类固体电解质,且电化学窗口达5V以上,在锂离子电池中应用前景较好,是学术界及产业界关注的重点。

5-5能量密度高,传统锂离子电池中隔膜和电解液加起来占据了电池近40%的体积和25%的重量,而使用固态电解质自然就可以减小体积和质量。

此外,固态电池的能量密度为传统锂离子电池的

倍。

安全性能好,液态电解质中含有易燃的有机溶剂,发生内部短路时温度骤升容易引起燃烧,导致电池起火爆炸。

虽然可以通过加装温控和防短路这样的安全装置起到一定预防作用,但终究是治标不治本,无法彻底解决安全问题。

由于固态电池里的材料都以固态形式存在,因此固态电池的安全性相对较高,不易出现电池漏液、电解质挥发、高温下发生副反应等问题,使用寿命也因此提升。

而固体电解质材料不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,也有望克服当前困扰整个锂离子电池行业的锂枝晶问题。

同时,固态电解质的绝缘性使得其可以把电池正极与负极阻隔,从而做到有效避免正负极接触发生短路的隐患,所以说固态电池具有很高的安全性。

循环性能强,固态电解质解决了液态电解质在充放电过程中形成的固体电解质界面膜的问题,避免了锂枝晶现象,大大提升了锂离子电池的循环性能和使用寿命,理想情况下循环性能表现优异,能够达到45000次左右。

5-6第一个挑战是界面阻抗大,与传统锂离子电池相比,固态电解质电池的固-固界面电极与电解质之间有效接触较弱,离子在固体物质中传输动力学低,带来空间电荷层导致高界面阻抗。

第二个挑战是采用锂金属作为负极材料是势在必行,但是制造金属锂负极材料的工艺要求极高。

第三个挑战是固态电解质的室温电导率难题,电解质的功能就是在电池充放电过程中为锂离子在正负极之间移动搭建通道,决定锂离子传输顺畅与否的指标就是离子电导率,离子电导率的高低直接影响了电池的整体阻抗和倍率性能。

无论是哪种材质的固态电解质,离子电导率都普遍偏低,其中硫化物电解质的电导率相对较高,但也只限于和最差的聚合物电解质相比。

第四个挑战就是固态电池及其材料的生产工艺和设备难题。

前面提到了锂金属用作负极材料的制备,制造难度堪比芯片。

第6章

6-1锂硫电池的工作原理不同于锂离子电池“摇椅式”的工作原理,它的充放电过程包含一系列可逆的电极反应和歧化反应。

研究发现,硫单质是以S8的形式存在,在放电过程中,S−S键开始断裂,之后断裂的化学键和

不断地结合,进而生成数种不同的中间相-多硫化合物,整个充放电过程包含了两个氧化还原过程,对应着锂硫电池具有两个充放电平台,分别出现在2.3V、2.1V(放电)和2.3V、2.4V(充电)。

锂硫电池充放电过程中涉及的化学反应:

6-2锂空气电池具有如下的优点:

高能量密度:

相比较传统的锂离子电池,锂空气电池的能量密度达5200Wh/kg,在实际应用中,若氧气由环境提供,在不计算氧气的质量情况下,其能量密度更能达到11140Wh/kg。

成本低:

正极活性物质为空气中的氧气,不需要存储,也不需要购买成本,空气电极使用廉价碳载体,并负载过渡金属氧化物、过渡金属配合物,避免了使用贵金属作为氧还原/析氧双效催化剂,成本进一步降低。

绿色环保:

锂空气电池不含铅、镉、汞等有毒重金属,是一种环境友好型电池体系。

6-3燃料电池其原理是一种电化学装置,组成与一般电池相同。

单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极,正极即氧化剂电极)以及电解质组成。

不同的是:

一般电池的活性物质因贮存在电池内部,限制了电池容量;燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。

因此燃料电池是名副其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。

电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,进行反应。

原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。

6-4目前燃料电池的种类很多,其分类方法也有很多种,按不同方法大致分类如下:

(1)按运行机理来分类:

可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池;

(2)按电解质的种类来分类:

有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质;

(3)按燃料的类型来分类:

有直接式燃料电池和间接式燃料电池;

(4)按燃料电池的工作温度来分类:

有低温型(低于200);中温型(200∼750);高温型(高于750)。

6-5

(1)氢催化挑战氢燃料电池基本上都采用的质子交换膜类型电堆,当前必须采用铂金作为催化剂。

(2)氢安全挑战氢气仅由两个最小的H原子构成,是已知世界最小的分子,在密闭空间,氢气与氧气适当混合,存在爆炸起火风险。

(3)氢储运挑战当前采用35或70MPa进行氢储运,把气体压缩到70MPa,得消耗多少能量,而这些能量是不做功,纯属额外消耗,氢储运过程能耗将是氢燃料电池汽车全生命周期效率最关键的技术挑战之一。

(4)氢性能挑战,氢燃料电池的功率效率特性与整车需求适配度不高,有待技术突破,拓宽氢燃料电池的高效率工作区间范围。

(5)氢能源挑战石油、天然气、煤、太阳能等都是一次能源,氢气在大自然不是自然产物,需要制备,属于二次能源。

第7章

7-1电池电芯主要由正极、负极、电解液、隔膜、外壳组成;正极采用铝箔,负极采用铜箔主要原因是:

(1)铜铝箔导电性好,质地软,价格便宜。

锂离子电池工作原理是将化学能转化为电能的一种电化学装置,在这个过程中,需要一种介质把化学能转化的电能传递出来,这里就需要导电的材料。

在普通材料中,金属材料是导电性最好的材料,而在金属材料里价格便宜导电性又好的就是铜箔和铝箔。

在锂离子电池中,主要有卷绕和叠片两种加工方式。

相对于卷绕来说,需要用于制备电池的极片具有一定的柔软性,才能保证极片在卷绕时不发生脆断等问题,而金属材料中,铜铝箔也是质地较软的金属。

考虑电池制备成本,相对来说,铜铝箔价格相对便宜,世界上铜和铝元素资源丰富。

(2)铜铝箔在空气中也相对比较稳定。

铝很容易跟空气中的氧气发生化学反应,在铝表面层生成一层致密的氧化膜,阻止铝的进一步反应,这层很薄的氧化膜在电解液中对铝也有一定的保护作用。

铜在空气中本身比较稳定,在干燥的空气中基本不反应。

(3)锂离子电池正负极电位决定正极用铝箔,负极用铜箔,且不能反过来。

正极电位高,铜箔在高电位下很容易被氧化,而铝的氧化电位高,且铝箔表层有致密的氧化膜,对内部的铝也有较好的保护作用。

7-2电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。

理想的锂离子电池电解液添加剂的特点是:

(1)在有机溶剂中溶解度较高;

(2)少量添加就能使一种或几种性能得到较大改善;

(3)不与电池其他组成成分发生有害副反应,影响电池性能;

(4)成本低廉,无毒或低毒性。

7-3隔膜的主要作用是防止两极接触而发生短路同时使电解质离子通过。

其性能决定着电池的界面结构、内阻等,直接影响着电池的容量、循环以及电池的安全性能。

7-4电池有三种形状:

圆柱、方形和软包电芯。

方形电芯的优点为:

方形电池封装可靠度高;系统能量效率高;相对重量轻,能量密度较高;结构较为简单,扩容相对方便,是当前通过提高单体容量来提高能量密度的重要选项;单体容量大,则系统构成相对简单,使得对单体的逐一监控成为可能;系统简单带来的另外一个好处是稳定性相对好。

缺点为:

由于方形锂电池可以根据产品的尺寸进行定制化生产,所以市场上有成千上万种型号,而正因为型号太多,工艺很难统一;生产自动化水平不高,单体差异性较大,在大规模应用中,存在系统寿命远低于单体寿命的问题。

7-5电池制作的工艺流程为:

(1)正、负极材料各自干混→湿混→滚涂膏体在导电基体上→烘焙干燥→卷绕→切边(切成一定宽度)→辊压→卷绕(备下一步用)。

(2)圆柱电池的装配工艺流程:

绝缘底圈入筒→卷绕电芯入筒→插入芯轴→焊负极集流片于钢筒→插入绝缘圈→钢筒滚线→真空干燥→注液→组合帽(PTC元件等)焊到正极引极上→封口→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。

(3)方形电池装配工艺流程:

绝缘底入钢盒→片状组合电芯入筒→负极集流片焊于钢盒→上密封垫圈→正极集流片焊于杆引极→组合盖(PTC元件等)焊到旋引极上→组合盖定位→激光焊接→真空干燥→注液→密封→X射线检查→编号→化成→循环→陈化。

圆柱形电池制作流程:

卷绕芯入筒之前,将铝条(0.04~0.10mm厚、3mm宽)和镍条(0.04~0.10mm厚,3mm宽)分别用超声波焊接在正、负极导电基体的指定处作为集流引极。

电池隔膜一般采用PE/PP2层或PP/PE/PP,共计3层组成,隔膜都是经过120℃热处理过的,以增加其阻止性和提高其安全性。

正极、隔膜、负极3者叠合后卷绕入筒,由于采用涂膏电极,故必须让膏体材料与基体结合得好,以形成高密度电极,特别要防止掉粉,以免其穿透隔膜而引起电池内部短路。

在卷绕电芯插入钢筒以前,放一个绝缘底入钢筒底部是为了防止电池内部短路,这对于一般电池都是相同的。

电解质一般采用LiPF6和非水有机溶剂,在真空注液以前,电池要真空干燥24h,以除去电池

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