天津锂离子电池

假如见过锂离子电池电芯的话一定了解，它的外观跟咱们常用的5号电池差不多，只是尺寸略微大一点。咱们从外部就能看到电池的正极和负极，以及整个电池的外壳。而电池内部的结构和作业原理又是怎么样的呢？

电池内部重要由正极、负极、电解液和隔阂4部分组成，这些资料被封装在一个圆柱形的钢瓶内。因为正极资料上有许多微型的孔洞，所以能够储存大量电子。在放电过程中，这些电子经过外电路，移动到正极资料上。当电池接通外部用电器之后，会构成从正极到用电器再到负极的回路。这便是电池的基本作业原理。

负极资料其实是咱们很常见的石墨。因为石墨天然具有许多孔洞，并且导电性好，其能够捉住电子的容量要大大超越正极资料。所以关于锂离子电池来说，重要的瓶颈卡在正极资料上。这也是各大电池公司为了提高锂离子电池的带电量（能量密度），不断的在对正极资料功能进行改善的原因。咱们常说的三元锂和磷酸铁锂，指的都是正极资料。

▲被封装好的电芯（圆柱形）

在传统的铅酸电池范畴，电解液选用的是本钱极低的稀硫酸。这也是为何咱们有时在替换轿车电瓶时，一个新电瓶在初次运用的时候要往里面加注一次液体，这个液体便是电解液。因为稀硫酸的重要成分是水，水在酸性粒子的用途下会出现导电性，所以能够在电池内部行成电流回路。但因为水的导电性差，传统铅酸电池的电压只有不到2伏，而咱们运用的锂离子电池，单个电芯的电压能够达到3-4伏，所以要用锂盐来替代传统的水基电解液。

隔阂的用途是用来阻断电子，让电子沿着外电路途径流动，但离子能够经过隔阂，这样既能行成回路，又不会让正负极短路。

■锂离子电池的充放电原理

锂离子电池之所以能够充放电，其本质是在充电时把电能转化为化学能，在放电时把化学能转换成电能的过程。简单说便是，充电时锂离子从正极资料经过电解质嵌入到负极资猜中；放电时锂离子从负极资料经过电解质嵌入到正极资猜中，而电子则经过外电路，构成电流。关于锂离子电池而言，正极资料的功能至关重要，它必须具有杰出的导电功能、与电解质有杰出的相容性以及出色的安稳性。

■磷酸铁锂和三元锂的功能不同

天津锂离子电池企业生产的磷酸铁锂离子电池有着较高的安全性和较长的循环寿命。有实验验证过，经过1600次充放电循环后，磷酸铁锂离子电池依然能够具有80%的带电量。不仅如此，在大功率放电过程中，磷酸铁锂离子电池的体现也十分安稳。这是咱们经常遇到的运用场景：在急加速或许跑高速时，电池要大功率放电，而在这个过程中，电压的安稳能让车辆具有更好的功能。并且在大功率放电过程中电池的实践容量会减小，这也是为何电动轿车跑高速续航路程会下降的原因之一，而磷酸铁锂离子电池在安稳性方面的体现十分突出。

▲纯电动轿车运用的电池包和电动机总成

磷酸铁锂的另一个优点是安全性高。可耐受700-800度高温，关于穿刺、撞击、短路等极点形况不会释放出氧分子，所以不会剧烈焚烧爆炸。这也是为何比亚迪至今依然在载客人数较多的客车中运用磷酸铁锂离子电池的原因。因为客车载客人数多，比较乘用车对安全性要求更高，但对重量和体积又没那么灵敏，所以磷酸铁锂是十分好的挑选。

不过磷酸铁锂也有两个不容忽视的缺点：第一是能量密度相对较低、重量大体积大；第二是对温度相对灵敏，低温环境下，带电量会明显下降。因为能量密度达不到国家规定的150瓦时/千克的要求，所以不适合大规模应用在乘用车中。

▲带水冷体系和均衡操控的电池包总成

三元电池中现在重要有两种技能路线，分别是镍钴锰和镍钴铝，其间又以镍钴锰三种元素的组合最具代表性。它结合钴酸锂，镍酸锂和锰酸锂三种资料的优势，实践上是把三种资料整合在了一同。所以其综合功能比单一资料要更好，其能量密度能够超越200瓦时/千克，所以能量密度是三元锂的最大优势。

可是与磷酸铁锂相反的是，三元锂的安全性较差，最高耐受温度为250-300度。所以遇到撞击、穿刺，很容易发生起火爆炸。所以关于冷却体系，以及整个电池包的热管理体系要投入更高的本钱开发和规划。

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