關于鋰電池內部結構的研究

陳基 黃文杰

摘 要：由于具有很高的能量密度，鋰金屬在1958年被引入電池領域，隨著鋰電池的不斷發展，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、鋰電池的內部結構以及鋰電池的壽命及影響因素進行了簡要說明。

關鍵詞：鋰電池 概述 分類 內部結構 材料 充放電

中圖分類號：TM912 文獻標識碼：A 文章編號：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 鋰電池的內部結構研究

2.1 鋰電池的內部材料

鋰電池通常有兩種外型：圓柱型和

方型。

電池內部采用螺旋繞制結構，用一種非常精細而滲透性很強的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負極間間隔而成。隨著鋰電池技術的不斷發展，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。目前主流產品多采用鋰鐵磷酸鹽。放電時鋰離子嵌入，充電時鋰離子

脫嵌。負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。新的研究發現鈦酸鹽可能是更好的材料。放電時鋰離子脫插，充電時鋰離子插入。[3-4]

2.3 鋰電池的保護電路

兩節鋰電池的充放電保護電路如圖3所示。由兩個場效應管和專用保護集成塊S-8232組成，過充電控制管FET2和過放電控制管FET1串聯于電路，由保護IC監視電池電壓并進行控制，當電池電壓上升至4.2 V時，過充電保護管進行有效地截止，停止鋰電池的持續充電狀態。一般情況下，通過對外電路進行延時電容處理，可以有效地防止誤動作。

鋰電池放電的過程中，電池電壓降低時（一般情況是電壓降為2.55V左右），停止向負載供電。過電流保護是在當負載上有較大電流流過時，通過有效的管控，致使使其截止，停止向負載放電，起著保護鋰電池作用，尤其是保護鋰電池的性能。在電路中需要加油延時電路，這樣便于對短路電流和浪涌電流進行區分。[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，最好對鋰電池進行部分放電，而不是完全放電，并且要盡量避免經常的完全放電。 鋰電池的老化速度是由溫度和充電狀態而決定的。放電深度與可充電次數、過充、過放、以及大的充電和放電電流、過熱或過冷環境、長時間滿電、無電狀態等都會影響電池的壽命。[5]

隨著時代的發展，鋰電池與我們的生活有著越來越密切的關系，也占有越來越重要的地位，而人們對于鋰電池使用的要求也越來越高。

這就對鋰電池的結構材料等提出了更高的要求。而對于鋰電池內部結構的研究也需及早提上日程。同時，鋰電子的不斷研發，有助于綠色環保事業的不斷推進，是人們生產生活的重要內容。

參考文獻

[1] 曹紅葵.對鋰電池現狀及發展趨勢的綜述[J].江西化工，2009（3）.

[2] 黃彥瑜.鋰電池發展簡史[J].北京大學科學與社會研究中物理學史和物理學家， 2007，36（8）.

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

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

[5] 鋰電池特點和結構介紹.http：//wenku.baidu.com/view/02572ed3195f3

12b3169a554.html.