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电化学工业经历了长足平妥的开展进程，大量的科研院所、企业机构潜心研讨，在前进路途中不断涉历和试错，一起也贡献了卓著的研讨成果。时序更替，在此前长达30年的时间里，锂电池的根底体系根本坚持相对平稳的态势。探究无限止、前进疾兼程，现今的电池技能仍然在渐进开展，未来仍为可期。
「太蓝锂汇」是太蓝新能源开设的电池科普内容集汇栏目，通过知识科普触及锂电池技能动态和相关市场领域。深耕于先进固态锂电工业研发，太蓝力气正当时，并且将不断发荣滋长。
电是现代文明的血液，电能的利用是人类进入现代化社会的标志。电池作为一种能量转化与贮存的设备，通过反应将化学能转化为电能。电流无形，带来的现实力气却在转化成有形的科技力气，深藏着推动社会开展与技能革新的玄妙与法力。
根据咱们之前的《关于锂电池的根底解读》，本文傍边所指的锂离子电池特指可重复充电的二次锂离子电池，而不是一次性电池。
当今社会，每个人的生活都与锂离子电池休戚相关，也有大量的工业类型是在研讨锂离子电池的产品使用。普通用户，一般会把锂离子电池直接叫作锂电池，虽然两者并不彻底等同，但锂离子电池确实是当前锂电池的肯定主体。
(接上篇)
3.锂离子电池的根本构成
要完结上述的功能，锂离子电池内部需求包括几种根本资料：正极活性物质、负极活性物质、隔阂、电解质。
正负极能够简略地进行了解，想要完结电荷移动，就需求存在电位差的正负极资料，那么什么是活性物质?咱们知道，电池实际上是将电能和化学能彼此转化，以完结能量的存储和开释。要完结这个进程，就需求正负极的资料很“简略”参与化学反应，要生动，要简略氧化和还原，从而完结能量转化，所以咱们需求“活性物质”来做电池的正负极。
锂元素既然是咱们制造电池的优选资料，那么为什么不相同用金属锂来做电极的活性物质呢?这样不是能够到达最大的能量密度吗?
还是依据上述例子，氧(O)、钴(Co)、锂(Li)三种元素构成了十分安稳的正极资料结构，负极石墨的碳原子摆放也具有十分安稳的层状结构。正负极资料不光要生动，还要具有十分安稳的结构，才干完结有序的，可控的化学反应。
不安稳的成果是什么?想想汽油燃烧和炸弹爆炸，能量剧烈开释，这个化学反应的进程实际上是无法人为去精确控制的，于是化学能变成了热能，一次性把能量开释结束，而且不可逆。
金属形态存在的锂元素比较“生动”，前期针对锂电池的研讨，确实是会集以金属锂或其合金作为负极这个方向，可是由于安全问题杰出，不得不寻找其他更好的途径。近年来，跟着人们对能量密度的寻求，这个研讨方向又有与日俱新的趋势。
为了完结能量存储和开释进程中的化学安稳性，即电池充放电循环的安全性和长寿命，咱们需求一种电极资料，在需求生动的时分生动，在需求安稳的时分安稳。
通过长时间的研讨和探究，人们找到了几种锂的金属氧化物，如钴酸锂、钛酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元等资料，作为电池正极或负极的活性物质，解决了存在的一些问题。磷酸铁锂的橄榄石结构也是一种十分安稳的正极资料结构，充放电进程中锂离子的脱嵌，并不会造成晶格坍塌。
而锂金属电池确实也是存在的，但与锂离子电池相比，几乎能够忽略不计，技能的开展，终究还是要服务于市场。锂离子电池在提高了安稳性问题的一起，也带来了严峻的“副作用”，便是作为能量载体的锂元素占比大大下降，能量密度降了不止一个数量级，有得必有失。
负极一般挑选石墨或其他碳资料做活性物质，也是遵从上述的准则，既要求是好的能量载体，又要相对安稳，还要有相对丰厚的储量，便于大规模制造。碳元素便是一个相对优解，当然，这或许并不是唯一解，行业界针对负极资料的研讨也很广泛。
电解质是什么作用呢?
浅显的讲，就像游泳池里面的“水”，让锂离子能够自由的游来游去，所以呢，离子电导率要高(游泳的阻力小)，电子电导率要小(绝缘)，化学安稳性要好(安稳名列前茅)，热安稳性要好(为了安全动身)，电位窗口要宽。
根据这些准则，通过长时间的工程探究，人们找到了由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、和必要的增加剂等质料，在必定条件下、按必定比例制造而成的电解质。有机溶剂有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)等资料。电解质锂盐有LiPF6，LiBF4等资料。
阻隔阂则是为了阻挠正负极资料直接触摸短路而加进来的，咱们期望把电池做的尽或许的小，存储的能量尽或许的多，于是正负极之间的距离越来越小，短路成为一个巨大的危险。
为了避免正负极资料短路，造成能量的剧烈开释，就需求用一种资料将正负极“阻隔”开来，这便是阻隔阂的由来。
阻隔阂需求具有杰出的离子通过性，首要是给锂离子敞开通道，让其能够自由通过，一起又是电子的绝缘体，以完结正负极之间的绝缘。现在市场上的隔阂首要有单层PP，单层PE，双层PP/PE，三层PP/PE/PP、以及陶瓷复合膜等。
4.锂离子电池的完好资料构成
除了文中说到的4种首要资料之外，要想把锂离子电池从实验室的一个“样品”变成一个能够商业化使用的产品，还需求其他一些不可或缺的资料。
首要来看电池的正极，除了活性物质之外，还有导电剂和粘结剂，以及用作电流载体的基体和集流体(正极一般是铝箔)。粘结剂要把作为活性物质的锂金属氧化物均匀的“固定”在正极基带上面，导电剂则是为了增强活性物质与基体的导电性，以到达更大的充放电电流，集流体担任充任电池内外部的电荷转移桥梁。
负极的构造与正极根本相同，需求粘结剂来固定活性物质石墨，需求铜箔作为基体和集流体来充任电流的导体，但由于石墨自身具有杰出的导电性，所以负极一般增加少数或不增加导电剂资料。
除了以上资料外，一个完好的锂离子电池还包括绝缘片、盖板、泄压阀、壳体(铝，钢，复合膜等)，以及其他一些辅助资料。
5.锂离子电池的制造工艺
锂离子电池的制造工艺比较复杂，此处仅就部分要害工序做简略描绘。
根据极片安装方式的不同，一般有卷绕和叠片两种工艺路线。
叠片工艺是将正极、负极切成小片与阻隔阂堆叠起来成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来，组成一个大电芯的制造工艺。其大体工艺流程如下：将涂布、烘干、辊压后的极片按照必定的尺寸进行模切，模切后的正负极片、隔阂通过叠片机进行电池制备，制备完结后的电芯进行极耳焊接、封装，封装完结后进行电芯的烘烤、注液、封口、化成等工艺，此刻一个完好的锂离子电芯就根本完结了，后续将进行整形、功能测验、产品分级出货等。
卷绕工艺是将正负极片、阻隔阂、正负极耳、维护胶带、停止胶带等物料固定在设备上，设备通过放卷完结电芯制造。与叠片工艺不同的是，卷绕电芯的制造进程，需求将涂布、烘干、辊压后的极片进行分切进程，分切是将极片做成条状，然后按负极、隔阂、正极的顺序经卷绕得到卷绕电芯、后续工艺进程和叠片共同。china5e
