關(guān)于鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究

陳基 黃文杰

摘 要：由于具有很高的能量密度，鋰金屬在1958年被引入電池領(lǐng)域，隨著鋰電池的不斷發(fā)展，人們的生活水平也得到不斷的改善。該文就鋰電池的概念及分類、鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及鋰電池的壽命及影響因素進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：鋰電池 概述 分類 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 材料 充放電

中圖分類號(hào)：TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）03（a）-00-01

由于具有很高的能量密度，鋰金屬在1958年被引入電池領(lǐng)域，鋰電池的參與很好地改善了人們的生活。

1 鋰電池的概述及分類

2 鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)研究

2.1 鋰電池的內(nèi)部材料

鋰電池通常有兩種外型：圓柱型和

方型。

電池內(nèi)部采用螺旋繞制結(jié)構(gòu)，用一種非常精細(xì)而滲透性很強(qiáng)的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負(fù)極間間隔而成。隨著鋰電池技術(shù)的不斷發(fā)展，其正極可采用的材料很多，包括由鈷酸鋰及鋁箔組成的電流收集極。目前主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。放電時(shí)鋰離子嵌入，充電時(shí)鋰離子

脫嵌。負(fù)極由石墨化碳材料和銅箔組成的電流收集極組成。原多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。放電時(shí)鋰離子脫插，充電時(shí)鋰離子插入。[3-4]

2.3 鋰電池的保護(hù)電路

兩節(jié)鋰電池的充放電保護(hù)電路如圖3所示。由兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管和專用保護(hù)集成塊S-8232組成，過(guò)充電控制管FET2和過(guò)放電控制管FET1串聯(lián)于電路，由保護(hù)IC監(jiān)視電池電壓并進(jìn)行控制，當(dāng)電池電壓上升至4.2 V時(shí)，過(guò)充電保護(hù)管進(jìn)行有效地截止，停止鋰電池的持續(xù)充電狀態(tài)。一般情況下，通過(guò)對(duì)外電路進(jìn)行延時(shí)電容處理，可以有效地防止誤動(dòng)作。

鋰電池放電的過(guò)程中，電池電壓降低時(shí)（一般情況是電壓降為2.55V左右），停止向負(fù)載供電。過(guò)電流保護(hù)是在當(dāng)負(fù)載上有較大電流流過(guò)時(shí)，通過(guò)有效的管控，致使使其截止，停止向負(fù)載放電，起著保護(hù)鋰電池作用，尤其是保護(hù)鋰電池的性能。在電路中需要加油延時(shí)電路，這樣便于對(duì)短路電流和浪涌電流進(jìn)行區(qū)分。[5]

3 鋰電池的額壽命及影響因素

鋰電池一般能夠充放300～500次，最好對(duì)鋰電池進(jìn)行部分放電，而不是完全放電，并且要盡量避免經(jīng)常的完全放電。 鋰電池的老化速度是由溫度和充電狀態(tài)而決定的。放電深度與可充電次數(shù)、過(guò)充、過(guò)放、以及大的充電和放電電流、過(guò)熱或過(guò)冷環(huán)境、長(zhǎng)時(shí)間滿電、無(wú)電狀態(tài)等都會(huì)影響電池的壽命。[5]

隨著時(shí)代的發(fā)展，鋰電池與我們的生活有著越來(lái)越密切的關(guān)系，也占有越來(lái)越重要的地位，而人們對(duì)于鋰電池使用的要求也越來(lái)越高。

這就對(duì)鋰電池的結(jié)構(gòu)材料等提出了更高的要求。而對(duì)于鋰電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的研究也需及早提上日程。同時(shí)，鋰電子的不斷研發(fā)，有助于綠色環(huán)保事業(yè)的不斷推進(jìn)，是人們生產(chǎn)生活的重要內(nèi)容。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹紅葵.對(duì)鋰電池現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的綜述[J].江西化工，2009（3）.

[2] 黃彥瑜.鋰電池發(fā)展簡(jiǎn)史[J].北京大學(xué)科學(xué)與社會(huì)研究中物理學(xué)史和物理學(xué)家， 2007，36（8）.

[3] http：//www.dzsc.com/data/html/2012-9-18/101382.html.

[4] http：//baike.baidu.com/view/17063.htm.

[5] 鋰電池特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)介紹.http：//wenku.baidu.com/view/02572ed3195f3

12b3169a554.html.