网易首页 > 网易手机 > 正文

不只在元素周期表“锂”锂电池的那些事

0
分享至

(原标题:不只在元素周期表“锂”锂电池的那些事)


第1页:聊一聊锂电池那些事

在当今世界里,锂离子电池遍布在我们生活当中,其应用领域包括手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、移动电源(充电宝)、电动自行车、电动汽车、电动公交车、旅游观光车、无人机,以及其他各类电动工具。作为众多电子设备的动力来源,可以说,离开了锂离子电池,当今的世界将会不敢想象。那么,锂离子电池到底是什么鬼?

一说到锂离子电池的构成,大家都知道锂是必不可少的组成部分,没错,就是我们化学课本元素周期表里的那个锂。但一个完整的锂离子电池可不光是只有锂,下面我们就来跟大家聊聊锂离子电池构成的那些事。



锂离子电池的基本构成

锂离子电池内部需要包含几种基本材料:正极活性物质、负极活性物质、隔离膜、电解质。那么这些材料都干嘛的呢?

正负极不难理解,要实现电荷移动,就需要存在电位差的正负极材料,那么什么是活性物质?我们知道,电池实际上是将电能和化学能相互转换,以实现能量的存储和释放。要实现这个过程,就需要正负极的材料很“容易”参与化学反应,要活泼,要容易氧化和还原,从而实现能量转换,所以我们需要“活性物质”来做电池的正负极。

电解质是干嘛的?通俗的讲,就是游泳池里面的“水”,让锂离子能够自由的游来游去,所以呢,离子电导率要高(游泳的阻力小),电子电导率要小(绝缘),化学稳定性要好(稳定压倒一切啊),热稳定性要好(都是为了安全),电位窗口要宽。基于这些原则,经过长期的工程探索,人们找到了由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、和必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的电解质。有机溶剂有PC(碳酸丙烯酯),EC(碳酸乙烯酯),DMC(碳酸二甲酯),DEC(碳酸二乙酯),EMC(碳酸甲乙酯)等材料。电解质锂盐有LiPF6,LiBF4等材料。

隔离膜则是为了阻止正负极材料直接接触而加进来的,我们希望把电池做的尽可能的小,存储的能量尽可能的多,于是正负极之间的距离越来越小,短路成为一个巨大的风险。为了防止正负极材料短路,造成能量的剧烈释放,就需要用一种材料将正负极“隔离”开来,这就是隔离膜的由来。隔离膜需要具有良好的离子通过性,主要是给锂离子开放通道,让其可以自由通过,同时又是电子的绝缘体,以实现正负极之间的绝缘。目前市场上的隔膜主要有单层PP,单层PE,双层PP/PE,三层PP/PE/PP复合膜等。


第2页:新能源汽车

除了上面提到的4种主要材料之外,要想把锂离子电池从实验室的一个“实验品”变成一个可以商业化应用的产品,还需要其他一些不可或缺的材料。





我们先看电池的正极,除了活性物质之外,还有导电剂和粘结剂,以及用作电流载体的基体和集流体(正极通常是铝箔)。粘结剂要把作为活性物质的锂金属氧化物均匀的“固定”在正极基带上面,导电剂则要增强活性物质与基体的电导率,以达到更大的充放电电流,集流体负责充当电池内外部的电荷转移桥梁。


除了以上材料外,一个完整的锂离子电池还包括绝缘片、盖板、泄压阀、壳体(铝,钢,复合膜等),以及其他一些辅助材料。

既然我们是汽车频道也要聊一些跟汽车有关的话题,目前市面上的电动车采用的锂电池主要分为三大类

磷酸铁锂电池--—代表车型:比亚迪E6

 优点:磷酸铁锂电池属于锂离子二次电池,它的放电效率较高,倍率放电情况下充放电效率可达到90%以上,要比低速电动汽车使用的铅酸电池高出10%,因此适合作为动力电池使用。磷酸铁锂电池的安全性也很好,可以在390℃以内的高温下保持稳定,保证了电池内在的高安全性,不会因过充、温度过高、短路、撞击而产生爆炸或燃烧,可以轻松通过针刺实验。而且磷酸铁锂电池不含任何重金属,对人体没有直接危害。磷酸铁锂电池使用寿命较长。磷酸铁锂电池使用80%后进行快充,可以安全达到4000至5000次,70%后,也可以保证7000—8000次,理论寿命可以达到7~8年。

 缺点:相比于其他类型的动力电池,磷酸铁锂电池价格较高,而且电池容量较小,同样的电池容量,磷酸铁锂电池的重量更重、体积 更大,严重影响了电动车的续航。另外,磷酸铁锂电池报废后基本上不能回收再利用,没有可回收价值。


比亚迪E6

三元锂电池--代表车型:特斯拉ModelS

优点:三元锂电池是指正极材料使用锂镍钴锰三元正极材料的锂电池,能量密度大,体积比能量较高,并且价格相对低廉。

 缺点:并且无法通过针剌实验,表明三元电池在内部短路、电池外壳损坏的情况下,很容易引发燃烧、爆炸等安全事故。另外,由于材料本身的性质,导致三元锂电池在使用寿命上相对较短,同时,由于全球全球镍、钴资源紧张,其大量应用可能导致市场价格上涨,也会增加未来的用车费用。


特斯拉ModelS

锰酸锂电池--代表车型:启辰晨风

优点: 锰酸锂电池拥有较好的安全性能, 而且振实密度较大,同样体积下电池中能装下更多的物质,拥有更高的电量。由于锰元素储量高,资源丰富,生产制造锰酸锂电池的成本也较低,能降低消费者的购 车成本。

缺点:由于锰的本身性质不太稳定,易分解产生气体,因此多用于和其它材料混合使用,以降低电芯成本,但其循环寿 命衰减较快。同时,不稳定性也会使电池本身容易发生鼓胀。另外,与其他锂离子材料相比,锰酸锂电池的耐高温性能也较差,相对寿命也会受到影响。


启辰晨风

sony在1992年开发出第一个锂离子电池。它的实用化,使人们的移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备重量和体积大大减小。使用时间大大延长。由于锂离子电池中不含有重金属铬,与镍铬电池相比,大大减少了对环境的污染。

相关推荐
热点推荐
今年清明哪天扫墓最好?今年清明很特殊,扫墓尽量避开3个时间

今年清明哪天扫墓最好?今年清明很特殊,扫墓尽量避开3个时间

农夫也疯狂
2024-03-23 20:39:05
真实欧洲:大部分行业收入2000-3000欧!工资没比中国多多少!

真实欧洲:大部分行业收入2000-3000欧!工资没比中国多多少!

杂谈哥闲谈
2024-03-18 19:58:16
菲总统:无意在南海激怒中国

菲总统:无意在南海激怒中国

田间农人阿馋
2024-03-28 15:19:05
穆帅要复出了?无缘执教拜仁和巴萨,下家或在英超:2强队2选1

穆帅要复出了?无缘执教拜仁和巴萨,下家或在英超:2强队2选1

体育知多少
2024-03-28 10:23:24
93年我考上军校,常年欺负我们家的村长,却登门苦求我娶他女儿

93年我考上军校,常年欺负我们家的村长,却登门苦求我娶他女儿

我是玲玲
2024-03-24 19:17:21
随着湖人战胜灰熊、掘金不敌太阳,西部最新排名及形势如下!

随着湖人战胜灰熊、掘金不敌太阳,西部最新排名及形势如下!

金风体育
2024-03-28 13:27:57
杰伦格林终于打出了领导力和统治力!火箭队本赛季已功德圆满?

杰伦格林终于打出了领导力和统治力!火箭队本赛季已功德圆满?

邮轮摄影师阿嗵
2024-03-28 18:15:29
刚刚,山东省纪委监委网站通报!2人涉嫌严重违纪违法,被查

刚刚,山东省纪委监委网站通报!2人涉嫌严重违纪违法,被查

鲁中晨报
2024-03-28 17:37:07
下午14:08突然转向,发生了什么?

下午14:08突然转向,发生了什么?

张春林
2024-03-28 15:43:20
明天阳光回归,直冲30℃!大雨,中雨在路上!

明天阳光回归,直冲30℃!大雨,中雨在路上!

浙江天气
2024-03-28 16:33:50
4连败!卫冕冠军遇苦主,大黑马挑战前4种子,世界第2迎天赋对决

4连败!卫冕冠军遇苦主,大黑马挑战前4种子,世界第2迎天赋对决

邮轮摄影师阿嗵
2024-03-28 15:34:41
差距越来越小!湖人豪取五连胜仅距离国王&太阳1.5个胜场

差距越来越小!湖人豪取五连胜仅距离国王&太阳1.5个胜场

直播吧
2024-03-28 10:36:39
快船三大巨头施压管理层,限期10天内解雇泰伦卢,哈登忍无可忍

快船三大巨头施压管理层,限期10天内解雇泰伦卢,哈登忍无可忍

刘哥谈体育
2024-03-27 16:21:27
“中国第一市”重庆再扩容,新增200万“城镇人口”,影响涵盖四大方面

“中国第一市”重庆再扩容,新增200万“城镇人口”,影响涵盖四大方面

界面新闻
2024-03-28 13:32:30
邓公的孙子邓卓棣:曾在美国深造,回国后当过副县长,现在何处?

邓公的孙子邓卓棣:曾在美国深造,回国后当过副县长,现在何处?

李姐历史
2023-11-10 10:18:17
随着火箭10连胜,湖人勇士赢球,快船1分逆转,NBA西部排名如下

随着火箭10连胜,湖人勇士赢球,快船1分逆转,NBA西部排名如下

刺头体育
2024-03-28 18:38:12
阿兰和帕托互换东家,可成就三赢局面,国足进军美加墨不是梦

阿兰和帕托互换东家,可成就三赢局面,国足进军美加墨不是梦

体坛小鹏
2024-03-28 16:39:20
3-0!孙颖莎复仇平野,日本奥运名将1轮游,统治力拉满令对手绝望

3-0!孙颖莎复仇平野,日本奥运名将1轮游,统治力拉满令对手绝望

环太平洋老正太
2024-03-28 14:50:14
湖南一医生出轨,妻子带父母抓人,进门后母亲痛哭:怎么是你

湖南一医生出轨,妻子带父母抓人,进门后母亲痛哭:怎么是你

佳琪Feeling
2024-03-27 16:41:19
火箭豪取10连胜 队史自2017-18赛季以来最长

火箭豪取10连胜 队史自2017-18赛季以来最长

直播吧
2024-03-28 10:57:35
2024-03-28 20:04:49

头条要闻

原市委书记一家6人被留置 外甥靠他打招呼做了2亿生意

头条要闻

原市委书记一家6人被留置 外甥靠他打招呼做了2亿生意

体育要闻

疯狂的格林,冲刺的火箭

娱乐要闻

莱昂纳多与25岁新女友互相投喂超恩爱

财经要闻

疯狂!三个城市,三个地王!

科技要闻

小米汽车正式发布

汽车要闻

混动增程双模式 长安UNI-Z售11.79万起

态度原创

家居
时尚
健康
房产
军事航空

家居要闻

邂逅浪漫,注入柔性的法式基因

女团人手一副的nerd风眼镜,原来真的那么好戴!

早防早筛,远离肝硬化

房产要闻

中海顺昌玖里首开销售196.5亿元,上海豪宅市场“火热”

军事要闻

乌方声称击落两枚俄"锆石"高超音速导弹 俄方未予回应

无障碍浏览 进入关怀版
×