产品简介

锂离子电池是一种高容量长寿命环保电池，具备诸多优点，普遍应用于储能、电动汽车、便携式电子产品等领域。

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本文摘要：锂离子电池是一种高容量长寿命环保电池，具备诸多优点，普遍应用于储能、电动汽车、便携式电子产品等领域。

锂离子电池是一种高容量长寿命环保电池，具备诸多优点，普遍应用于储能、电动汽车、便携式电子产品等领域。电极极片是锂离子动力电池的基础，必要要求电池的电化学性能以及安全性。锂电池电极是一种颗粒构成的涂层，均匀分布的涂敷在金属集流体上。

锂离子电池极片涂层可看作一种复合材料，如图1右图，主要由三部分构成：(1)活性物质颗粒；(2)导电剂和黏结剂互相混合的构成互为(碳胶互为)；(3)孔隙，填充电解液。各相的体积关系回应为：孔隙率+活物质体积分数+碳胶互为体积分数=1(1)图1极片微观结构示意图锂电池极片的设计是十分最重要的，现针对锂电池极片设计基础知识展开非常简单讲解。(1)电极材料的理论容量电极材料理论容量，即假设材料中锂离子全部参予电化学反应所需要获取的容量，其值通过下式计算出来：其中，法拉第常数(F)代表每摩尔电子所装载的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数NA=6.02214×1023mol-1与元电荷e=1.602176×10-19C的积，其值为96485.3383±0.0083C/mol。

例如，LiFePO4摩尔质量157.756g/mol，其理论容量为：三元材料NCM(1/1/1)(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)摩尔质量为96.461g/mol，其理论容量为278mAh/gLiCoO2摩尔质量97.8698g/mol，如果锂离子全部瞬，其理论克容量274mAh/g石墨负极中，锂映射量仅次于时，构成锂碳层间化合物，化学式LiC6，即6个碳原子融合一个Li。6个C摩尔质量为72.066g/mol，石墨的仅次于理论容量为：对于硅负极，由5Si+22Li++22e-?Li22Si5由此可知，5个硅的摩尔质量为140.430g/mol，5个硅原子融合22个Li，则硅负极的理论容量为：这些计算出来值只是理论的克容量，为确保材料结构共轭，实际锂离子脱嵌系数大于1，实际的材料的克容量为：材料实际克容量=锂离子脱嵌系数×理论容量(3)(2)电池设计容量与极片面密度电池设计容量可以通过式(4)计算出来：电池设计容量=涂层面密度×活物质比例×活物质克容量×极片涂层面积(4)其中，涂层的面密度是一个关键的设计参数，压实密度恒定时，涂层面密度减少意味著极片厚度减少，电子传输距离减小，电子电阻减少，但是减少程度受限。

薄近于片中，锂离子在电解液中的迁入电阻减少是影响倍率特性的主要原因，考虑到孔隙率和孔隙的交错连同，离子在孔隙内的迁入距离比极片厚度多出很多倍。(3)负极-负极容量比N/P负极容量与负极容量的比值定义为：N/P要小于1.0，一般1.04~1.20，这主要是正处于安全性设计，避免负极外侧锂离子无拒绝接受源而两县，设计时要考虑到工序能力，如填充物偏差。但是，N/P过大时，电池不可逆容量损失，造成电池容量偏高，电池能量密度也不会减少。

而对于钛酸锂负极，使用负极过量设计，电池容量由钛酸锂负极的容量确认。负极过量设计不利于提高电池的高温性能：高温气体主要源于负极，在负极过量设计时，负极电位较低，更加更容易在钛酸锂表面构成SEI膜。

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