鋰離子動力電池是近些年來在電動汽車上越來越廣泛使用的電池，然而也隨之出現(xiàn)了人們對鋰電池的續(xù)駛里程、安全性、可靠性和使用壽命等問題的關(guān)注。要弄清這些問題，首先應(yīng)該對鋰離子電池及其性能有一個基本了解。這關(guān)系到能否正確使用、檢測、維護(hù)和修理動力電池系統(tǒng)，有效地發(fā)揮動力電池的作用，保障人身安全和車輛安全使用。
 
    一、鋰離子電芯種類及其特性
    動力電池是純電動汽車驅(qū)動能量的唯一來源，直接關(guān)系到電動汽車的動力性能、續(xù)航能力和安全性。從純電動汽車成本構(gòu)成看，電池系統(tǒng)占據(jù)了新能源汽車成本的30%～50%。動力電池技術(shù)一直影響著電動汽車的實用化進(jìn)程。
    鋰離子電池是目前電動車上最常用的電池種類之一，從1970年誕生至今時間并不算長，但相對于鉛酸電池、鎳鎬電池和鎳氫電池，憑借其能量密度高、循環(huán)使用壽命長等特點(diǎn)迅速在電動汽車上被廣泛應(yīng)用。目前在電動汽車上配備的鋰電池主要有錳酸鋰電池、欽酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池及三元理電池（圖1）。

    1.鋰離子電池電芯種類
    由于鋰元素化學(xué)性質(zhì)非常活潑，很容易分解成xLi+和xe-。鋰元素可與許多金屬形成晶狀結(jié)構(gòu)化合物，例如鉆酸鋰、錳酸鋰、欽酸鋰、磷酸鐵捏。在這些晶狀結(jié)構(gòu)化合物中，鋰元素活性要小了許多，而且在這些晶狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)中，鋰元素能以離子形式嵌入和脫出，即鋰離子的這種狀態(tài)可逆。鋰元素以這些晶狀結(jié)構(gòu)的材料為載體就安全多了，這是鋰離子電池應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。
    目前常用石墨及鉆酸鋰、錳酸鋰、欽酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料等來儲存鋰原子。這些材料的分子形成了納米等級的細(xì)小晶體格子結(jié)構(gòu)，可用來儲存鋰原子。即使是電池外殼破裂，接觸氧氣，也會因氧分子太大，進(jìn)不了這些細(xì)小的晶體格子內(nèi)，使得鋰原子不會與氧氣接觸而劇烈反應(yīng)導(dǎo)致爆炸。鋰離子電池的這種結(jié)構(gòu)，使得在獲得高容量密度的同時，也達(dá)到安全的目的。
    2.鋰離子電池的形狀及結(jié)構(gòu)
    鋰離子電池的形狀主要有圓柱形鋰電池和方型鋰電池兩種，此外還有鈕扣式鋰離子電池。方型和圓柱形鋰離子電池一樣，蓋子上也有一種特殊加工的破裂閥，以防止電池內(nèi)壓過高而可能出現(xiàn)的安全問題。這種閥一旦打開，電池即失效。同樣，鋰離子電池的極片也是卷繞起來的，它完全不同于方形MH-Ni或Cd-Ni電池的疊片結(jié)構(gòu)。方型與圓柱形電池不同，方形電池的正極柱是一種金屬一陶瓷或金屬一玻璃絕緣子，它實現(xiàn)了正極與殼體之間的絕緣。
    鋰離子電池充電時，正極的鋰原子會喪失電子，在外部有連接電路的情況下，就會形成電流，此時鋰原子氧化為鋰離子并經(jīng)由電解液游到負(fù)極去，進(jìn)入負(fù)極的儲存晶格，并獲得一個電子，還原為鋰原子。放電時，整個程序倒過來（圖2）。為了防止電池的正負(fù)極直接碰觸而短路，電池內(nèi)加上一層帶有眾多細(xì)孔的隔膜紙，來防止短路。隔膜只允許鋰離子往復(fù)通過，不允許電子通過。好的隔膜紙還可以在電池溫度過高時，自動關(guān)閉細(xì)孔，讓鋰離子無法穿越，防止危險發(fā)生。

    無論是方形電池還是圓柱形鋰離子電池基本都由正極、負(fù)極、電解液及隔膜組成，另外加上正負(fù)極引線、安全閥、PTC（正溫度控制端子）和電池殼等（圖3）。

    正極：采用鋰化合物L(fēng)iXCo02（鉆酸鋰）、LixNi02（鎳酸鋰）、LiFeP04（磷酸鐵鋰）和LixMn02（錳酸鋰）以及三元材料鎳、鉆、錳酸鋰。

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