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锂离子电池是如何划分设计与构造


发布时间:2012-1-4 14:07:16  来源:钜大电子锂电事业部 点击次数:
        电池的结构常见的电池按开口方式分为密封型电池和开口型电池,按形伏分为圆柱形电池、方型电池和扣式电池等,同时还可根据不同的用途设计特殊的电池。但电池的尺寸直接影响电池的性能。特别.是随着电子产品的薄型化和轻量化,根据用电器具的需要和空间合理地设计电池形状也是非常重要的。对于锂离子电池,无论是方形,还是圆柱形或扣式电池,都是密封型电池。电池的尺寸直接影响电池的性能。
        电池极片生产工艺电极的制造方法有粉末压成法、涂膏法、烧结法和沉积法[3)。:不同的制造方法各有其特点,压成法设备简单,操作方便,较为经济,一般电池系列均可采用;涂膏法应用也较普遍,多用于二次电池;烧结法制备的电极寿命长,大电流放电性能好,也多用于二次电池,尤其是动力电池;电沉积法制备的电极孔率高,比表面积大,活性高,适用于大功率、快速激活的电池。
        锂离子电池的电极采用涂布、辊压的方法制造。负极碳材料与粘结剂等搅拌均匀呈糊状,用专用涂布设备往铜箔上涂布,再经干燥、辊压而成;正极活性物质与粘结剂、导电剂等搅拌均匀呈糊状,用专用涂布设备往铝箔上涂布,经干燥、辊压而成。
        电池的装配电池的结构设计,同样需要根据电池的使用条件,结合电池系列的特性来进行。合理的电池结构,有利于发挥电池的最佳性能。为了保证电池的安全性,除了在工艺上采取必要的措施(如两极物质的配比,良好的密封方式,设置安全阀、防爆栓等外,还应注意电池的使用条件,尤其是电池的工作温度与贮存温度对电池性能及寿命的影响。
密封型电池是在正、负极中间用隔膜隔开后卷成电芯装入电池壳中,因此,电芯的松紧程度对电池性能影响很大。松紧度也称电池的装配比,松紧度过大不利于加工装配,且极板、隔膜润湿较困难,放电电压低,容量低;松紧度过小,不仅降低了比容量,还会使极板过度膨胀,影响电池寿命。因此松紧度一般控制在80%一90%。
        电池设计主要包括参数计算和工艺制定,具体步骤如下:
        (1)确定组合电池中单体电池数目,单体电池工作电压与工作电流密度.
        (2)计算电极总面积和电极数目.
        (3)计算电池容量.
        (4)计算电池正、负极活性物质的用量.
        (5)计算正、负极板的平均厚度.
        (6)隔膜的选择锂离子电池经常用的隔膜有聚丙烯和聚乙烯微孔膜,Celgard的系列隔膜已在锂离子电池中应用。
        (7)确定电解液的浓度及用量根据选定的电池系列特性,结合具体设计电池的使用条件(如工作电流、工作温度等:或根据经验数据来确定电解液的浓度和用量。
        (8)确定电池的装配比及单体电池容器尺寸电池的装配比根据所选定的电池特性及设计电池的电极厚度等情况来确定。一般控制在80%一90%。
        根据用电器具对电池的要求选定电池后,再根据电池壳体材料的物理性能与机械性能,确定电池容器的宽度、长度及壁厚等。特别是随着电子产品的薄型化和轻量化,给电池的空间越来越小,这就更要求选用先进的电极材料,制备比容量更高的电池,如锂离子电池和聚合物锂离子电池。
 
 
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