鋰離子電池制漿工藝-文庫(kù)吧
2025-05-23 12:09 本頁(yè)面
【正文】 用 2 2第二章 鋰離子制漿工藝的探究 4 鋰離子電池的制作工藝流程 4 干、濕混法電池制漿工藝對(duì)比 5 7 7 8第四章 鋰離子電池的優(yōu)勢(shì)及前景 10第五章 結(jié)論 11參考文獻(xiàn) 12致 謝 13第一章 概述鋰電池具有電壓高比能量高充放電壽命長(zhǎng)無(wú)記憶效應(yīng)對(duì)環(huán)境污染小快速充電自放電低等優(yōu)點(diǎn)。作為一類(lèi)重要的化學(xué)電池，近年來(lái)在國(guó)際上相當(dāng)活躍，并已取得很大進(jìn)展。鋰電池的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在容量大、工作電壓高。容量為同等鎘鎳蓄電池的兩倍，更能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間的通訊聯(lián)絡(luò)；，是鎳鎘和鎳氫電池的3倍。荷電保持能力強(qiáng)，允許工作范圍寬[1]。在25℃下，已開(kāi)路形式儲(chǔ)存30天后，電池的常溫放電容量大于額定容量的85%。鋰電池具有優(yōu)良的高低溫放電性能，可以在20~+50℃工作，高溫放電性能優(yōu)于其它各類(lèi)電池。循環(huán)使用壽命長(zhǎng)。鋰電池采用碳陽(yáng)極，在充放電過(guò)程中，碳陽(yáng)極不會(huì)生成枝晶鋰，從而可以避免電池因?yàn)閮?nèi)部枝晶鋰短路而損壞。在連續(xù)充放電1200次后，電池的容量依然不低于額定值的60%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他各類(lèi)電池，具有長(zhǎng)期使用的經(jīng)濟(jì)性[2]。安全性高、可安全快速充放電。與其他電池相比較，鋰電池具有抗短路，抗過(guò)充、過(guò)放，抗沖擊，防振動(dòng)、槍擊、針刺，不起火，不爆炸等特點(diǎn)；由于其陽(yáng)極采用特殊的碳電極代替金屬鋰電極，因此允許快速充放電，可在1c充電速率的條件下進(jìn)行充放電，所以安全性能大大提高。無(wú)環(huán)境污染。電池中不含有鎘、鉛、汞這類(lèi)有害物質(zhì)，是一種潔凈的“綠色”化學(xué)能源。無(wú)記憶效應(yīng)?？呻S時(shí)反復(fù)充、放電使用。尤其在戰(zhàn)時(shí)和緊急情況下更顯示出其有意的使用性能。體積小、重量輕、比能量高。通常鋰電池的比能量可達(dá)鎘鎳電池的2倍以上，與同容量鎳氫電池相比，體積可減小30%，重量可降低50%，有利于便攜式電子設(shè)備小型輕量化。 鋰離子電池的工作原理鋰電池二次電池實(shí)際上是一種里離子濃差電池，充電時(shí)，鋰離子從正極脫出，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入到負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)，正極處于貧鋰狀態(tài)，同時(shí)電子的補(bǔ)償電荷從外電路共給到碳負(fù)極，以確保電荷的平衡[3]。放電則相反，鋰離子從負(fù)極脫出，經(jīng)過(guò)電解液嵌入到正極材料中，正極處于富鋰狀態(tài)。在正常的放電情況下，鋰離子在層狀結(jié)構(gòu)的碳材料和層狀結(jié)構(gòu)氧化物的層間嵌入和脫出，一般只引起材料的層面間距變化，不破壞其晶體結(jié)構(gòu)，在充放電過(guò)程中，負(fù)極材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)基本不變。因此，從充放電反應(yīng)的可逆性看，鋰電池反應(yīng)是一種理想的可逆反應(yīng)。圖11 鋰離子電池放電圖 圖12鋰離子電池充電圖充電：LiFePO4→xe+xLi++Li1xFePO4 放電：xe+xLi++Li1xFePO4→LiFePO4 此電池機(jī)理稱(chēng)為“搖椅式電池”，充放電時(shí)，鋰離子在正負(fù)極之間嵌入和遷出[4]。 鋰電池的發(fā)展及應(yīng)用鋰電池具有高的比能量、比功率等突出優(yōu)勢(shì)，自從20世紀(jì)90年代初開(kāi)發(fā)成功以來(lái)，已成為目前綜合性能最好的電池體系。尤其是聚合物鋰離子電池技術(shù)的開(kāi)發(fā)，由于其具有輕、薄，可將電池設(shè)計(jì)成任意形狀及安全性好的優(yōu)點(diǎn)，使得鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬。鋰電池的產(chǎn)量和銷(xiāo)售額始終保持高速的增長(zhǎng)。1994年以后產(chǎn)量顯著上升，發(fā)展速度相當(dāng)迅速。20世紀(jì)90年代鋰電池趨向于研究各種便攜式電子產(chǎn)品上的廣泛應(yīng)用。隨著電池設(shè)計(jì)技術(shù)的改進(jìn)以及新材料的出現(xiàn)，鋰電池的應(yīng)用范圍不斷被拓寬[5]。民用已從信息產(chǎn)品擴(kuò)展到能源交通，軍用則涵蓋了海、陸、天、空等。鋰電池技術(shù)已不是一個(gè)單純一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)，與子相關(guān)的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)之一，并成為現(xiàn)代和未來(lái)生活的軍事裝備不可缺少的重要“糧食”之一。離子電池，除了鋰離子在正負(fù)極之間嵌入和脫出外，不發(fā)生其他副反應(yīng)，不出現(xiàn)鋰離子的不可逆消耗。實(shí)際的鋰離子電池，每時(shí)每刻都有副反應(yīng)存在，也有不可逆的消耗，如電解液分解，活性物質(zhì)溶解，金屬鋰沉積等，只不過(guò)程度不同而己。實(shí)際電池系統(tǒng)，每次循環(huán)中，任何能夠產(chǎn)生或消耗鋰離子或電子的副反應(yīng)，都可能導(dǎo)致電池容量平衡的改變。一旦電池的容量平衡發(fā)生改變，這種改變就是不可逆的，并且可以通過(guò)多次循環(huán)進(jìn)行累積，對(duì)電池性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響[6]。 鋰離子電池漿料的好壞直接影響著電池的性能，所以制漿是鋰離子電池制造過(guò)程中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，漿料的固含量還有粘度是衡量漿料是否合格的倆個(gè)重要參數(shù)，也是下一道工序涂布設(shè)定參數(shù)的依據(jù)，另外漿料的細(xì)度，粘度也是很關(guān)鍵的因素，細(xì)度低涂布過(guò)程中沒(méi)有劃痕。粘度好便于漿料粘
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