汽車鋰電池由什么組成?
汽車鋰電池主要由正極材料、負極材料、隔膜、電解液以及外殼組成。正極材料常用鋰的化合物,決定電池的電壓等性能;負極材料多為石墨,負責儲存與釋放能量。隔膜是特殊微孔薄膜,隔開正負極并提供鋰離子通道。電解液由溶劑、電解質等構成,傳導鋰離子。外殼則起到保護和承載作用。這些部件各司其職,共同保障鋰電池正常運作 。
具體來說,正極材料在汽車鋰電池中扮演著極為關鍵的角色。像磷酸鐵鋰(LiFePO4)和三元鋰(LiCoO2)等鋰的化合物是常用的正極材料。不同的正極材料會使電池呈現出不同的性能特點,例如決定電池的額定電壓高低、能量密度大小以及循環壽命長短等。三元鋰電池能量密度高、低溫放電性能好,就是因為其獨特的正極材料組成;而磷酸鐵鋰電池憑借自身的正極材料特性,擁有長壽命、高安全、低成本的優勢 。
負極材料通常采用石墨。它的主要職責是儲存和釋放能量,對鋰電池的首次庫侖效率、循環性能以及倍率性能都有著重要影響。在電池充放電的過程中,鋰離子在正負極之間穿梭,負極材料石墨就像是一個“能量倉庫”,精準地完成能量的儲存與釋放任務,保障電池的正常工作。
隔膜作為一種特殊的微孔薄膜,位置處于正負極之間,其作用不容小覷。它不僅要提供鋰離子順利通過的通道,確保電池的正常充放電,還要像一個忠誠的衛士一樣,將正負極隔離開來,防止短路情況的發生,為電芯安全保駕護航。干法隔膜主要以聚丙烯為主,濕法隔膜則使用聚乙烯,不同的制作工藝和材料使得隔膜具備不同的特性,以適應不同類型鋰電池的需求 。
電解液在電池中起著傳導鋰離子的關鍵作用,它對鋰電池的能量密度、循環性能、儲存性能以及安全性都有著決定性的影響。電解液由溶劑、電解質和多種添加劑組成,常見的溶劑有碳酸酯類有機溶劑,電解質鹽以六氟磷酸鋰為主,添加劑則包括阻燃劑、增稠劑等。碳酸酯類有機溶劑負責傳遞離子,六氟磷酸鋰確保電化學反應順利進行,而各種添加劑有助于提高電池的安全性及穩定性 。
外殼一般由鋁或鎳等材料制成,它如同電池的堅固鎧甲,對內部的各個部件起到保護和承載作用。保護內部精密的部件免受外界物理沖擊和化學腐蝕的侵害,同時為其他部件提供一個穩定的結構支撐,使整個電池系統能夠穩定可靠地運行。
總之,汽車鋰電池的各個組成部分緊密配合、缺一不可。從提供能量的正負極材料,到保障安全和離子傳導的隔膜與電解液,再到起到保護作用的外殼,每個部件都發揮著獨特的功能,共同構建起一個高效、穩定且安全的能源供應系統,推動著汽車行業的電動化發展 。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯網)
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