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鋰電池鋰金屬電池的能量密度分析

鉅大LARGE  |  點擊量:1936次  |  2019年06月12日  

鋰金屬電池:鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。

鋰離子電池:鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負極材料、使用非水電解質的電池。

雖然鋰金屬電池的能量密度高,理論上能達到3860瓦/公斤。但是由于其性質不夠穩(wěn)定而且不能充電,所以無法作為反復使用的動力電池。而鋰離子電池由于具有反復充電的能力,被作為主要的動力電池發(fā)展。但因為其配合不同的元素,組成的正極材料在各方面性能差異很大,導致業(yè)內對正極材料路線的紛爭加大。

通常我們說得最多的動力電池主要有磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鈷酸鋰電池以及三元鋰電池(三元鎳鈷錳)

2、按用途分;也可分為兩大類:

第一個是數(shù)碼電池,就是我們日常用的手機,平板,移動電源等等,這些都是屬于數(shù)碼類電池。

第二種是動力電池,就是特斯拉,比亞迪一些新能源電動汽車,還有無人機等產品用的電池,這些電池要求的瞬間電流很大,數(shù)碼類電池滿足不了瞬間大電流,所以這類也叫高倍率電池,價格比數(shù)碼電池要貴一些。

3、按外殼材料分,可以分為三類:

第一類,鋼殼電池,顧名思義就是外殼是鋼材。

第二類,鋁殼電池,同理外殼是鋁的材質。

第三類,聚合物電池,外殼是一種聚合物材料,大多是銀色的,少數(shù)幾家廠商做的是黑色,業(yè)內成為黑皮。

4、按形狀分也是三類:

第一種,圓柱電池,這種用的很多,像18650,26650等等,這種一般組合使用,組合比較少的可以用作數(shù)碼產品,像早期的筆記本電腦,一般8個18650,移動電源,一個到五六個不等的組合,還有特斯拉的7000多個18650的串并聯(lián)組合。

第二種,方形電池,這類大多是聚合物電池,因為這種聚合物延展性很好,可以做出很多造型,長寬高都可以隨意調整,現(xiàn)在大多數(shù)數(shù)碼產品都是使用這類電池。

第三種,異形電池,就是一些奇形怪狀的電池,根據產品的需求電池也要配套的形狀,比如現(xiàn)在流行的智能穿戴產品,比如智能手環(huán)是環(huán)形的,所以電池也做成環(huán)形的。

鋰電池的生產工藝流程圖詳解

鋰電池的結構

鋰電池結構分為五部分,即正極、負極、隔膜、電解液和外殼。

(1)鋰電池正極包含活性物質、導電劑、溶劑、粘合劑、基體等物質。

(2)鋰電池負極包含活性物質、粘合劑、溶劑、基體等物質。

(3)鋰電池隔膜

(4)鋰電池電解液

(5)鋰電池外殼包含鋼殼、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣膠帶等五金件。

鋰電池的生產工藝流程圖詳解

鋰電池生產流程圖

鋰電池的生產流程每個生產廠家的不是很一致,但大都離不開這幾個環(huán)節(jié),如下圖:

鋰電池的生產工藝流程圖詳解

具體地說如下:物料準備——勻漿——涂布——碾壓——分切——烘烤——卷繞——入殼——激光焊——烘烤——注液——預充——封口——清洗——老化——全檢——入庫——出貨。

鋰電池生產工藝流程

客觀地講,鋰電池生產工藝流程分為三大工段,一是極片制作,二是電芯制作,三是電池組裝。在鋰電池生產工藝中,極片制作是基礎、電芯制作是核心,電池組裝關系到鋰電池成品質量。鋰電池生產工藝流程具體環(huán)節(jié)包含正極拉漿、負極拉漿、正極片、負極片、鋼殼裝配、注液及檢測以及包裝等。

1.可充電電池(堿性蓄電池——鉛酸蓄電池)

2.循環(huán)使用壽命(1200~2000次——500~900次)

3.比能量(150W·h/kg——40W·h/kg)

4.充電時間(2~4h——快充3~6h(快速充電技術也尚未成熟)慢充在8h以上)

5.充放電電能效率(鋰離子電池充放電電能轉換效率可大于97%——鉛酸蓄電池充放電電能量轉換效率約為80%左右)

6.價格(較高24V/10Ah價格:750~1200元——較低24V/12Ah價格:200~300元)

7.體積(體積小鋰離子電池的體積是鉛酸蓄電池體積的2/3——體積大)

8.重量(重量輕只有鉛酸蓄電池的1/3~1/4——重量重)

9.續(xù)航里程(動力——環(huán)保)

10.生產及使用中均無污染(生產中有污染——鉛酸蓄電池中存在著大量的鉛,在廢棄后若處理不當,將對環(huán)境產生污染)。

11.鋰離子電池(以恒流轉恒壓方式進行充電——鋰電池易受到過充電、深放電以及短路的損害)

12.充電與維護(復雜,維護成本高——簡單,維護成本低提供的開路)

13.電源(提供的開路電源小,串聯(lián)較多——提供的開路電源大)

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