鋰電池的內部構造

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鋰電池,遍布於我們的日常生活中,
手機、行動電源、電動車、電動打蠟機,裡面都少不了它的存在!
我們常使用到它,卻很少見到它的廬山真面目,
今天,就帶你簡單來認識它的內部構造!

雪豹智能電動清潔打蠟機」,也是用鋰電池喔!

目錄

了解鋰電池的內部構造,安全不吃虧~

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鋰電池的內部構造與絕緣體的重要性

鋰電池的內部結構由正極材料、負極材料、絕緣體、電解液所組成,又稱為「電芯」。
備註1:一般稱「鋰電池」,是指電芯+保護板;不帶保護板的鋰電池,則稱「電芯」。
備註2:由於鋰電池本身對電壓具高敏感度,過充、過放或不正常使用,都可能造成起火爆炸,因此必須增設保護板。
(關於鋰電池保護板,請見:【鋰電池的安全守門員-保護板】

如果用顯微鏡觀看正極、負極材料,可以看到上面被戳了很多小洞,
戳洞是為了要讓正極、負極材料擁有更多面積接觸電解液,
將電池的效率最大化。

然而,正極、負極材料若是相碰,
電芯就會短路,然後──起火爆炸!
因此絕緣體扮演了非常重要的角色,
負責將正極、負極材料分隔開來。

關於電池短路起火,我們可以來做個相對安全的小實驗:
備註:實驗時建議戴上工作用棉紗手套,保護手部安全。

準備一張錫箔紙(就是用來包覆口香糖的銀色紙張),
將它剪成兩端寬、中間窄的形狀(類似橫放的沙漏型狀),
再將錫箔面分別連接到一顆鹼性電池的正負極,使電池短路,
過程中會產生高溫,
使錫箔紙中間窄處(電組最大、溫度最高的地方)瞬間起火燃燒。

這就演示了電芯正極和負極碰在一起的短路情況,
只是這個實驗的起火威力,比真正發生鋰電池爆炸事故小非常非常多。

想看看鋰電池爆炸威力有多可怕?
請到瀏覽器搜尋「鋰電池 爆炸」。

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鋰電池的型態/圓柱型鋰電池結構形狀

提高正極、負極材料與電解液的接觸面積,能提升鋰電池效率,
為了使鋰電池的效率最佳化,
在有限的電芯體積內,將接觸面積最大化,
把內部結構捲起來,成為圓柱型電芯,
捲捲狀的結構甚至比我們的頭髮還要細。

目前鋰電池厚度最小的只有2毫米(mm),
聽起來還好?
不過要是想到裡面還要再裝三片材料、加上電解液等,
就會發現這難度其實非常高!
正極(或負極)材料更是可以薄到只有4微米(㎛),
比我們的毛髮還要細。

現在的手機為了要做到輕、薄、小,方便攜帶,
大多選用長方體或軟包狀鋰電池,
而非效率最佳的圓柱型鋰電池。

軟包狀鋰電池的優點是:
體積小、重量輕、安全性較高、內阻小。

安全性較高的原因是它的包裝較有延展性,
當內部產生反應,結構不慎膨脹時,包裝會跟著膨脹,
發生意外時,只會在包裝表面裂幾個口,
不至於像長方體和圓柱狀鋰電池這類,
外殼用金屬材料封裝的鋰電池,會有爆炸的危險。

(你也許會有興趣了解:【搭飛機時,為何電池要帶在身上?】

而電池即使放著不使用,也會自然消耗電量,
內阻小,指的就是電池本身自然消耗的能量較小。

鋰電池出廠時都會經過品管檢測,
含鋰電池的商品,進出口時也必須提供相關測試報告,
通常不會有太大的問題,
但是有的不肖廠商為了降低損失……
那些被品管打下來的電池,
有可能就流向了淘寶等電商平台供零售販賣,
因此,購買時建議找大品牌廠商,安全較有保障喔!

不同形式的鋰電池,各有其優缺點,
只要因時制宜使用,並做好安全措施,
都能為我們的生活,帶來更多元的商品選擇。

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雪豹內建兩顆高效能鋰電池

雪豹智能電動無線清潔打蠟機,內建兩顆高效能鋰電池,
電池通過歐盟IEC 62133認證,
整機也通過國際安規認證CE、FCC,
安全方面絕對有保障!

(也許你會想進一步了解:【產品獲得安規認證的意義?】