锂离子电池学习
华丽的龙袍:
1、负极材料一般为石墨,集流体为铜,正极集流体为铝,用隔膜隔开,
充电过程锂由正极脱嵌嵌入负极,
放电过程中锂由负极脱嵌嵌入正极
2、关键参数
容量:电池可释放的电量 (比容量:单位质量或体积的电池释放的电量、理论容量:使用假设全部锂离子都参与电荷转移、库伦效率:可放电容量/充电电量,能量损失)
电压 :两电极间的电势差,锂具有最负的电极电势(开路电压:未加负载时的电压、中值电压:充放电容量为实际容量一半时的电压、截止电压:最高充电电压或者最低放电电压)
能量:电压✖️容量 (比能量)
寿命 (循环寿命:一次冲放电为一个循环,容量保持率:循环多圈后容量于首次容量比值,电压衰退:循环多圈后容量与首次容量比值的差值、搁置寿命)
功率 :(倍率c:冲放电速率,nc其中n越大表示冲放电速率越慢)
倍率性能:特定倍率下的充放电容量
3、常用测试技术
1)恒流冲放电:以恒定的电流将电池充放电到特定电压的方法,充电时电流保持恒定不变,电压多变换。
2)恒流充放电曲线,充电过程容量升高、电压升高,放电过程容量升高,电压下降。倍率增加容量下降
3)循环伏安法:峰值为正为氧化峰,对应氧化反应,脱锂反应;峰值为负为还原峰,对应还原反应,嵌锂过程,可用来确定材料脱嵌锂的电压或者计算锂扩散系数
4)恒电流间歇滴定技术(gitt):恒流充电一段时间后撤去电流静置一段时间,如此反复。(用于测不同脱锂量的平衡电位或者测锂在晶体重的扩散系数)
5)电位阶跃法(恒压充电法):以恒定电压将电池充放电到恒定电流的方法,一般是恒流充电终点处常进行恒压充电,以脱出更多的锂
6)电化学阻抗谱:给电化学系统施加一个频率不同的小振幅的交流信号,测量交流信号电压与电流的比值。
【回复】学霸课听的不错,抄下笔记[doge]
华丽的龙袍:
5、正极材料(电池性能的决定性因素)
1)过渡金属氧化物:锰酸锂、尖晶石、三元材料、富锂锰基(结构简单,脱锂机理复杂)
钴酸锂:主要有4v和4.5v两个平台,未实现理论容量(大量脱锂:o失电子导致结构坍塌,钴资源少)
镍酸锂:难以合成(存在锂镍混排问题,热稳定性差)
锰酸锂:初始结构多样,理论容量高,3v和4v两个平台,循环时结构不稳定(高温时容量衰减快,存在结构向尖晶石转变,将泰勒效应结构扭曲破坏)
总结:锰酸锂理论容量高,钴酸锂循环寿命长
层状材料
5v镍锰酸锂尖晶石:高压能量高、但是无合适的电解液,能量低电压高
2)聚阴离子:磷酸铁锂(结构多变、脱锂机理简单)
特点:非常丰富的结构种类、多种聚阴离子基团,多种过渡金属可以互相取代,结构稳定(循环寿命长,安全性好),导电性差,容量低
磷酸铁锂:3.4v平台对应于铁三四价的反应,来源于磷酸铁和磷酸铁锂之间的相变反应。
改性:
掺杂锰:提高材料电压
碳包覆3)转换型、有机
6、三元材料
1)命名法:根据镍钴锰的比例333,523,622,811
2)元素作用:
镍:发生电位变化,提供活性,镍大于0.6为高镍材料
钴:不发生电位变化,抑制锂/镍混排,改善倍率性能
锰:不发生电位变化,保持四价,稳定框架
3)烧结后表面残碱量变化
现象:镍增加,表面氢氧化锂和碳酸锂都增加
原因:与空气中的水和二氧化碳反应
后果:氢氧化锂和电解液反应生成氢氟酸腐蚀材料,碳酸锂导致充电时产气
4)结构特点
镍含量增加,电池容量上升,4.2v平台变长,热稳定性下降,容量保持率下降
5)存在的问题和改进方式
掺铝改善容量保持率和热稳定性
愤世稽俗:
1c的c不可能就只是ABC的c而没有任何含义,你专业讲师,这都不知道?不知道,就去搞清楚,别不懂装懂,胡说,“就是字母c”!Capacity
物联网项目实战:
课程如获至宝,老师有对应的教程推荐吗?@加入适量的油滑锅
吟游大饲人:
在二次电池里负极不一定是失电子,阴极才是失电子的。
666夜曳:
关于新能源电池的基础课本有没有?基础应该从哪学起
KingAhab:
我想着铜箔和铝箔要怎么卷才不会因为意外接触起来呢?一边比另外一边短?还是相互错开一上一下?
【回复】回复 @提醒我要坚持学英语啊 :我说的是上下,我看别的视频发现好像的确是错开了,所以上下也不容易意外接触了。
沐孜の瑃:
听不懂!需要什么基础理论我去学吧!
汐漓dream:
大一被要求国庆七天学锂电池的小哥哥一枚~