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電化學工業經歷了長足平妥的開展進程，大量的科研院所、企業機構潛心研討，在前進路途中不斷涉歷和試錯，一起也貢獻了卓著的研討成果。時序更替，在此前長達30年的時間里，鋰電池的根底體系根本堅持相對平穩的態勢。探究無限止、前進疾兼程，現今的電池技能仍然在漸進開展，未來仍為可期。
「太藍鋰匯」是太藍新能源開設的電池科普內容集匯欄目，通過知識科普觸及鋰電池技能動態和相關市場領域。深耕于先進固態鋰電工業研發，太藍力氣正當時，并且將不斷發榮滋長。
電是現代文明的血液，電能的利用是人類進入現代化社會的標志。電池作為一種能量轉化與貯存的設備，通過反應將化學能轉化為電能。電流無形，帶來的現實力氣卻在轉化成有形的科技力氣，深藏著推動社會開展與技能革新的玄妙與法力。
根據咱們之前的《關于鋰電池的根底解讀》，本文傍邊所指的鋰離子電池特指可重復充電的二次鋰離子電池，而不是一次性電池。
當今社會，每個人的生活都與鋰離子電池休戚相關，也有大量的工業類型是在研討鋰離子電池的產品使用。普通用戶，一般會把鋰離子電池直接叫作鋰電池，雖然兩者并不徹底等同，但鋰離子電池確實是當前鋰電池的肯定主體。
(接上篇)
3.鋰離子電池的根本構成
要完結上述的功能，鋰離子電池內部需求包括幾種根本資料：正極活性物質、負極活性物質、隔閡、電解質。
正負極能夠簡略地進行了解，想要完結電荷移動，就需求存在電位差的正負極資料，那么什么是活性物質?咱們知道，電池實際上是將電能和化學能彼此轉化，以完結能量的存儲和開釋。要完結這個進程，就需求正負極的資料很“簡略”參與化學反應，要生動，要簡略氧化和還原，從而完結能量轉化，所以咱們需求“活性物質”來做電池的正負極。
鋰元素既然是咱們制造電池的優選資料，那么為什么不相同用金屬鋰來做電極的活性物質呢?這樣不是能夠到達最大的能量密度嗎?
還是依據上述例子，氧(O)、鈷(Co)、鋰(Li)三種元素構成了十分安穩的正極資料結構，負極石墨的碳原子擺放也具有十分安穩的層狀結構。正負極資料不光要生動，還要具有十分安穩的結構，才干完結有序的，可控的化學反應。
不安穩的成果是什么?想想汽油燃燒和炸彈爆炸，能量劇烈開釋，這個化學反應的進程實際上是無法人為去精確控制的，于是化學能變成了熱能，一次性把能量開釋結束，而且不可逆。
金屬形態存在的鋰元素比較“生動”，前期針對鋰電池的研討，確實是會集以金屬鋰或其合金作為負極這個方向，可是由于安全問題杰出，不得不尋找其他更好的途徑。近年來，跟著人們對能量密度的尋求，這個研討方向又有與日俱新的趨勢。
為了完結能量存儲和開釋進程中的化學安穩性，即電池充放電循環的安全性和長壽命，咱們需求一種電極資料，在需求生動的時分生動，在需求安穩的時分安穩。
通過長時間的研討和探究，人們找到了幾種鋰的金屬氧化物，如鈷酸鋰、鈦酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳三元等資料，作為電池正極或負極的活性物質，解決了存在的一些問題。磷酸鐵鋰的橄欖石結構也是一種十分安穩的正極資料結構，充放電進程中鋰離子的脫嵌，并不會造成晶格坍塌。
而鋰金屬電池確實也是存在的，但與鋰離子電池相比，幾乎能夠忽略不計，技能的開展，終究還是要服務于市場。鋰離子電池在提高了安穩性問題的一起，也帶來了嚴峻的“副作用”，便是作為能量載體的鋰元素占比大大下降，能量密度降了不止一個數量級，有得必有失。
負極一般挑選石墨或其他碳資料做活性物質，也是遵從上述的準則，既要求是好的能量載體，又要相對安穩，還要有相對豐厚的儲量，便于大規模制造。碳元素便是一個相對優解，當然，這或許并不是唯一解，行業界針對負極資料的研討也很廣泛。
電解質是什么作用呢?
淺顯的講，就像游泳池里面的“水”，讓鋰離子能夠自由的游來游去，所以呢，離子電導率要高(游泳的阻力小)，電子電導率要小(絕緣)，化學安穩性要好(安穩名列前茅)，熱安穩性要好(為了安全動身)，電位窗口要寬。
根據這些準則，通過長時間的工程探究，人們找到了由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、和必要的增加劑等質料，在必定條件下、按必定比例制造而成的電解質。有機溶劑有PC(碳酸丙烯酯)，EC(碳酸乙烯酯)，DMC(碳酸二甲酯)，DEC(碳酸二乙酯)，EMC(碳酸甲乙酯)等資料。電解質鋰鹽有LiPF6，LiBF4等資料。
阻隔閡則是為了阻撓正負極資料直接觸摸短路而加進來的，咱們期望把電池做的盡或許的小，存儲的能量盡或許的多，于是正負極之間的距離越來越小，短路成為一個巨大的危險。
為了避免正負極資料短路，造成能量的劇烈開釋，就需求用一種資料將正負極“阻隔”開來，這便是阻隔閡的由來。
阻隔閡需求具有杰出的離子通過性，首要是給鋰離子敞開通道，讓其能夠自由通過，一起又是電子的絕緣體，以完結正負極之間的絕緣。現在市場上的隔閡首要有單層PP，單層PE，雙層PP/PE，三層PP/PE/PP、以及陶瓷復合膜等。
4.鋰離子電池的完好資料構成
除了文中說到的4種首要資料之外，要想把鋰離子電池從實驗室的一個“樣品”變成一個能夠商業化使用的產品，還需求其他一些不可或缺的資料。
首要來看電池的正極，除了活性物質之外，還有導電劑和粘結劑，以及用作電流載體的基體和集流體(正極一般是鋁箔)。粘結劑要把作為活性物質的鋰金屬氧化物均勻的“固定”在正極基帶上面，導電劑則是為了增強活性物質與基體的導電性，以到達更大的充放電電流，集流體擔任充任電池內外部的電荷轉移橋梁。
負極的構造與正極根本相同，需求粘結劑來固定活性物質石墨，需求銅箔作為基體和集流體來充任電流的導體，但由于石墨自身具有杰出的導電性，所以負極一般增加少數或不增加導電劑資料。
除了以上資料外，一個完好的鋰離子電池還包括絕緣片、蓋板、泄壓閥、殼體(鋁，鋼，復合膜等)，以及其他一些輔助資料。
5.鋰離子電池的制造工藝
鋰離子電池的制造工藝比較復雜，此處僅就部分要害工序做簡略描繪。
根據極片安裝方式的不同，一般有卷繞和疊片兩種工藝路線。
疊片工藝是將正極、負極切成小片與阻隔閡堆疊起來成小電芯單體，然后將小電芯單體疊放并聯起來，組成一個大電芯的制造工藝。其大體工藝流程如下：將涂布、烘干、輥壓后的極片按照必定的尺寸進行模切，模切后的正負極片、隔閡通過疊片機進行電池制備，制備完結后的電芯進行極耳焊接、封裝，封裝完結后進行電芯的烘烤、注液、封口、化成等工藝，此刻一個完好的鋰離子電芯就根本完結了，后續將進行整形、功能測驗、產品分級出貨等。
卷繞工藝是將正負極片、阻隔閡、正負極耳、維護膠帶、停止膠帶等物料固定在設備上，設備通過放卷完結電芯制造。與疊片工藝不同的是，卷繞電芯的制造進程，需求將涂布、烘干、輥壓后的極片進行分切進程，分切是將極片做成條狀，然后按負極、隔閡、正極的順序經卷繞得到卷繞電芯、后續工藝進程和疊片共同。china5e
