锂离子电池的主要构成材料有:
1.正极:活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂,镍钴锰酸锂材料,电动自行车则普遍用镍钴锰酸锂或在此基础上加入少量锰酸锂,纯的锰酸锂和磷酸铁锂则由于体积大、性能不好或成本高而逐渐淡出。
2.隔膜:一种经特殊成型的高分子薄膜,薄膜有微孔结构,可以让锂离子自由通过,而电子不能通过。
3.负极:活性物质为石墨,或近似石墨结构的碳,导电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。
4.有机电解液:溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂,聚合物的则使用凝胶状电解液。
5.电池外壳:分为钢壳、铝壳、镀镍铁壳、铝塑膜等,还有电池的盖帽,也是电池的正负极引出端。
锂离子电池是一种二次电池,也就是充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
充放电过程中,锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,锂离子从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态,放电时则相反。
现行的SOC预测方法大致有化学法、电压法、电化学阻抗法、电流积分法、卡尔曼滤波法、神经网络法等。
化学法:应用范围十分狭窄,仅适用于能接触到电解液的电池。
电压法:通过对比已知的充放电电压荷电状态曲线,将电压值转换为电池的荷电态值,适用于电压随SOC变化较大的铅酸电池和镍氢电池等传统电池。
电化学:阻抗法有交流内阻和直流内阻之分,它们都与电池荷电状态有密切关系。
电流积分法又称为安时积分法或库伦计数,通过将电池电流对时间进行积分来计算电池的荷电状态。
卡尔曼滤波法:是对动力系统的状态做出最小方差意义上的最优估计。
卡尔曼滤波法将电池被看成一个动力系统,电池荷电状态是系统的一个内部状态。
神经网络法:能够模拟电池动态特性,来估计电池荷电状态,适用于各种电池,缺点是需要大量的参考数据进行训练,估计误差受训练数据和训练方法的影响很大。
实验反应如下:负极反应:一摩尔碳化锂失去一摩尔电子生成六摩尔碳和一摩尔锂离子;正极反应:一摩尔过氧化钴和一摩尔锂离子加上一摩尔电子生成一摩尔氧化钴锂;电池反应:一摩尔碳化锂和一摩尔过氧化钴生成六摩尔碳和一摩尔氧化钴锂;反应过程只有锂的化合价发生变化,碳的化合价没有变化。
锂离子电池:是一种二次电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
在充放电过程中,锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌;充电时,锂离子从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。