鋰離子電池是一種二次電池(充電電池),它主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充放電過程中,Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌:充電時,Li+從正極脫嵌,經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極,負極處于富鋰狀態(tài);放電時則相反。
鋰離子電池是把鋰離子嵌入碳(石油焦炭和石墨)中形成負極(傳統(tǒng)鋰電池用鋰或鋰合金作負極)。正極材料常用LixCoO2,也用LixNiO2和LixMnO4,電解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯(EC)+二碳酸酯(DMC)。
石油焦炭和石墨作負極材料,且資源充足,鋰離子嵌入碳中,克服了鋰的高活性,解決了傳統(tǒng)鋰電池存在的問題,正極LixCoO2在充、放電性能和壽命上均能達到較高水平,使成本降低,總之鋰離子電池的綜合性能提高了。
鋰離子電池以碳素材料為負極,以含鋰的化合物作正極,沒有金屬鋰存在,只有鋰離子,這就是鋰離子電池。鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料電池的總稱。鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中,同時伴隨著與鋰離子等當量電子的嵌入和脫嵌(習慣上正極用嵌入或脫嵌表示,而負極用插入或脫插表示)。在充放電過程中,鋰離子在正、負極之間往返嵌入/脫嵌和插入/脫插,被形象地稱為“搖椅電池”。
鋰電池制作工藝
鋰電池的正極材料有鈷酸鋰LiCoO2 、三元材料Ni+Mn+Co、錳酸鋰LiMn2O4加導電劑和粘合劑,涂在鋁箔上形成正極,負極是層狀石墨加導電劑及粘合劑涂在銅箔基帶上,比較先進的負極層狀石墨顆粒已采用納米碳。
1、制漿:用專門的溶劑和粘結(jié)劑分別與粉末狀的正負極活性物質(zhì)混合,經(jīng)攪拌均勻后,制成漿狀的正負極物質(zhì)。
2、涂膜:通過自動涂布機將正負極漿料分別均勻地涂覆在金屬箔表面,經(jīng)自動烘干后自動剪切制成正負極極片。
3、裝配:按正極片—隔膜—負極片—隔膜自上而下的順序經(jīng)卷繞注入電解液、封口、正負極耳焊接等工藝過程,即完成電池的裝配過程,制成成品電池。
4、化成:將成品電池放置測試柜進行充放電測試,篩選出合格的成品電池,待出廠。