大家好,今天小編關注到一個比較有意思的話題,就是關于鋰電池的工作原理的問題,于是小編就整理了3個相關介紹鋰電池的工作原理的解答,讓我們一起看看吧。
鋰電池的結構原理?
1、鋰電池基本結構
主要材料:正極、負極、電解液、隔膜
結構:圓形、方形;疊片、卷繞
形態:聚合物(軟包裝)、液態鋰離子(鋼殼)
?2、鋰電池工作原理
正極材料:LiMn2O4,負極材料:石墨
充電時正極的Li+和電解液中的Li+向負極聚集,得到電子,被還原成Li鑲嵌在負極的碳素材料中。放電時鑲嵌在負極碳素材料中的Li失去電子,進入電解液,電解液內的Li+向正極移動。
電源給電池充電,此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負極上,正鋰離子Li+從正極“跳進”電解液里,“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達負極,與早就跑過來的電子結合在一起。
電池放電,此時負極上的電子e從通過外部電路跑到正極上,正鋰離子Li+從負極“跳進”電解液里,“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞,“游泳”到達正極,與早就跑過來的電子結合在一起。
鋰電池化學反應原理?
鋰電池內部發生的是化學反應,是 充電正極上發生的反應為LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)充電負極上發生的反應為6C+XLi++Xe- = LixC6充電電池總反應:LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6
鋰電池自燃原理?
自燃原理:當鋰電池充電時,金屬鋰的表面沉積非常容易聚結成枝杈狀鋰枝晶,從而刺穿隔膜,造成正負極直接短路。
而且,金屬鋰非?;顫?,可直接和電解液反應放熱,其熔點又很低,即使表面金屬鋰枝晶沒有刺穿隔膜,只要溫度稍高,金屬鋰就會溶解,從而引發短路,導致自燃。
鋰電池起火自燃的直接誘因是電池的熱失控,所謂熱失控,是指電池受各種刺激引發了內部短路,導致電池內部溫度升高上千度,易燃的電解液沸騰、噴出,接觸空氣后就會燃燒。
目前,電池內短路主要有三種誘因,機械失控、電化學失控以及溫度失控。
1.在機械失控中,最常見的就是電池受擠壓或者針刺發生破損,這會導致電池隔膜被刺穿,正負極板直接連通造成內部短路,放出巨大的熱量。
2.電化學失控的原因有很多,電池質量不好就是一個重要誘因。還是這臺NOTE7,當SDI鋰電池出問題后,把產能都壓到ATL鋰電池上。急速地提升產能,導致這批電池的質量下降,電池內部負極銅板上粘附的碎屑和毛刺含量超標,在電池充放電過程中,大量銅金屬的碎屑和毛刺混進電解液中,極易把隔膜戳穿,造成內部短路。
而在電動車上,過度充電和大電流快充就是誘發電化學失控的“罪魁禍首”。
3.溫度失控,主要原因就是鋰電池非常怕熱,當鋰電池在高溫下進行充放電時,正負極片會和電解液發生額外的反應,放出氧氣和額外的熱量。多重熱量的沖擊,很容易造成隔膜的熔解,進而出現大面積短路?,F在已經是夏季,很多電動車在烈日暴曬下充電,如果本身散熱不給力,很容易導致電池發生熱失控起火。
原理如下:
鋰的化學特性太活潑。鋰金屬暴露在空氣中,會與氧氣產生激烈的氧化反應,從而產生燃燒、爆炸。
因此,在鋰電池的實際應用中,科學家們千方百計地防止電解液中的鋰離子向鋰金屬轉化,并把金屬鋰鎖在石墨或鋰化合物中,人們常常聽說的,磷酸鐵鋰、鈷酸鋰就是儲存鋰原子的材料。
動力電池安全問題:電動汽車鋰電池不會輕易自燃
同時,為了防止空氣進入電池內部,還采取了一系列的防護措施。這使得鋰金屬不會與氧氣接觸而發生爆炸。
在使用中,鋰電池之所以會發生自燃,就是由于防護措施不到位或產生了嚴重的外力破壞,導致防護失效,而使得金屬鋰與空氣接觸所造成的。
到此,以上就是小編對于鋰電池的工作原理的問題就介紹到這了,希望介紹關于鋰電池的工作原理的3點解答對大家有用。