扣式鋰電池的工作原理基于鋰離子在正負極之間的可逆移動,這一過程伴隨著氧化還原反應的發(fā)生。當電池放電時,負極發(fā)生氧化反應,以石墨負極為例,嵌在石墨層間的鋰原子失去電子,變成鋰離子(Li?)從負極脫出,電子則通過外電路流向正極,為外部設備提供電能。鋰離子在電解液中遷移,穿過隔膜到達正極。正極材料發(fā)生還原反應,例如鈷酸鋰正極,鋰離子嵌入到鈷酸鋰的晶格中,同時外電路傳來的電子也參與反應,使正極材料的化合價降低,從而完成一次完整的放電過程。寵物定位項圈的GPS模塊,依靠長效扣式電池追蹤動物活動軌跡??凼戒囯姵匦詢r比

與扣式鋰原電池相比,扣式鋰離子蓄電池的結構在電極材料和充電機制上存在明顯差異,具體體現(xiàn)在以下方面:正極材料:采用鋰離子嵌入型化合物,而非鋰原電池的氧化還原型材料。主流正極材料包括鈷酸鋰(LiCoO?)、鎳鈷錳酸鋰(NCM)和磷酸鐵鋰(LiFePO?)。其中,LiCoO?具有高能量密度(200-240mAh/g)和良好的導電性,適用于消費電子設備;LiFePO?則具有優(yōu)異的安全性和長循環(huán)壽命(>2000 次),但能量密度較低,主要用于對安全要求高的場景(如醫(yī)療設備)。負極材料:摒棄了金屬鋰,采用石墨或硬碳等碳基材料,這些材料具有層狀結構,可實現(xiàn)鋰離子的可逆嵌入和脫嵌。例如,石墨的理論容量為 372mAh/g,在充電時,鋰離子從正極脫嵌,嵌入石墨負極;放電時,鋰離子從石墨中脫嵌,回到正極,完成充放電循環(huán)。寧波CR1620扣式鋰電池價格數(shù)碼相機記憶卡托架內(nèi)的備用電源,緊急情況下保障數(shù)據(jù)保存。

90 年代,鋰離子蓄電池技術取得突破,索尼公司于 1991 年商業(yè)化鋰離子電池后,扣式鋰離子蓄電池(LIR 系列)隨之研發(fā)成功,填補了微型二次電池的市場空白,為可穿戴設備的發(fā)展提供了能源支持。進入 21 世紀后,扣式鋰電池朝著 “更小體積、更高容量、更安全” 的方向發(fā)展。一方面,通過改進電極材料(如采用納米級二氧化錳、高導電性石墨)和優(yōu)化電解液配方,能量密度持續(xù)提升,例如 CR2032 電池的容量從早期的 200mAh 提升至現(xiàn)在的 240-280mAh;另一方面,安全設計不斷升級,如采用防爆閥、防漏液密封結構,降低電池漏液和風險。如今,扣式鋰電池已形成完整的產(chǎn)品體系,成為微型電子設備產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的關鍵環(huán)節(jié)。
扣式鋰電池因外形類似紐扣而得名,其結構設計巧妙,能夠在極小的空間內(nèi)實現(xiàn)穩(wěn)定的電能輸出。典型的扣式鋰電池由正極、負極、隔膜、電解液和外殼五部分組成,各組件的協(xié)同作用決定了電池的性能。外殼通常采用不銹鋼或鋁材質(zhì),分為正極殼和負極殼兩部分,不僅起到保護內(nèi)部材料的作用,還分別作為電池的正負極集流體。正極殼與負極殼之間通過絕緣密封圈實現(xiàn)密封,防止電解液泄漏,同時避免正負極直接接觸造成短路。這種密封結構是扣式鋰電池長期穩(wěn)定工作的關鍵,尤其在潮濕或惡劣環(huán)境中,良好的密封性可有效延長電池壽命。焊接時需使用低溫焊料,避免損傷密封結構。

標準的扣式電池結構通常由以下幾個部分組成,從上到下依次堆疊:正極蓋: 通常為不銹鋼,既是結構件,也是電池的正極端子。正極材料: 由活性物質(zhì)、導電劑和粘結劑混合而成的涂層,壓在正極蓋內(nèi)側(cè)。隔膜: 一層多孔的聚烯烴薄膜,放置在正負極之間,允許鋰離子通過但阻止電子傳導,防止內(nèi)部短路。負極材料: 對于一次電池是鋰金屬片;對于二次電池是石墨等涂層。電解液: 浸潤在隔膜和電極中,是離子傳導的介質(zhì)。一次電池多為有機電解液,二次鋰電池則為含鋰鹽的有機電解液。負極蓋/殼體: 同樣為不銹鋼,作為負極端子。它與正極蓋之間通過一道關鍵的絕緣密封圈進行隔離和密封。絕緣密封圈: 通常由尼龍或PPS等工程塑料制成。它通過精密的結構設計(如卷邊工藝)被壓緊在正負極蓋之間,實現(xiàn)物理結構的緊固、電氣的***絕緣以及電池的氣密性密封。這是扣式電池制造中較重心的工藝之一,直接關系到電池的安全和壽命。這種緊湊的“三明治”結構,實現(xiàn)了在極小空間內(nèi)的高效能量存儲。采用惰性氣體封裝工藝,有效抑制鋰金屬與電解液的反應速率。金華CR1620扣式鋰電池量大從優(yōu)
相比軟包電池,扣式結構抗機械壓力更強??凼戒囯姵匦詢r比
扣式鋰原電池的工作基于鋰金屬與正極活性物質(zhì)的不可逆氧化還原反應,具體過程如下:負極反應(氧化反應):金屬鋰(Li)在負極表面失去電子,生成鋰離子(Li?)和自由電子(e?),反應式為:Li → Li? + e?。自由電子通過外部電路(設備的導電回路)流向正極,為設備提供電能;鋰離子則在電解質(zhì)中遷移,穿過隔膜,向正極移動。正極反應(還原反應):正極的二氧化錳(MnO?)接受來自外部電路的電子,與遷移至正極的鋰離子發(fā)生反應,生成鋰錳氧化物(LiMnO?),反應式為:MnO? + Li? + e? → LiMnO???偡磻簩⒄摌O反應結合,得到電池的總反應式:Li + MnO? → LiMnO?。該反應為不可逆反應,隨著反應的進行,正極的 MnO?和負極的 Li 不斷消耗,當其中一種活性物質(zhì)耗盡時,電池放電終止,無法再次使用??凼戒囯姵匦詢r比