扣式锂原电池的工作基于锂金属与正极活性物质的不可逆氧化还原反应,具体过程如下:负极反应(氧化反应):金属锂(Li)在负极表面失去电子,生成锂离子(Li⁺)和自由电子(e⁻),反应式为:Li → Li⁺ + e⁻。自由电子通过外部电路(设备的导电回路)流向正极,为设备提供电能;锂离子则在电解质中迁移,穿过隔膜,向正极移动。正极反应(还原反应):正极的二氧化锰(MnO₂)接受来自外部电路的电子,与迁移至正极的锂离子发生反应,生成锂锰氧化物(LiMnO₂),反应式为:MnO₂ + Li⁺ + e⁻ → LiMnO₂。总反应:将正负极反应结合,得到电池的总反应式:Li + MnO₂ → LiMnO₂。该反应为不可逆反应,随着反应的进行,正极的 MnO₂和负极的 Li 不断消耗,当其中一种活性物质耗尽时,电池放电终止,无法再次使用。应急照明设备利用其高能量密度特性,在断电时提供数小时持续照明。杭州CR2016扣式锂电池生产厂家

扣式锂电池的重心特征可概括为“小、密、稳、久”四大维度。其一,体积微型化:交小的扣式锂电池(如CR1220)直径只12mm、厚度2mm,可轻松嵌入智能手环、电子标签等超小型设备,满足微型电子器件的集成化需求。其二,能量密度高:采用锂金属负极的扣式锂电池能量密度可达250-400Wh/kg,是传统碱性扣式电池的3-5倍,能够在有限体积内提供更长的续航能力。其三,放电稳定性好:在工作过程中,扣式锂电池的输出电压波动小,通常维持在3.0-3.7V的稳定区间,确保微型设备运行的可靠性,尤其适合对电压敏感的电子元件(如传感器、微处理器)。其四,存储与使用寿命长:锂金属扣式锂电池的储存寿命可达5-10年,部分低自放电率机型甚至超过10年,循环寿命虽低于二次锂电池(通常50-500次),但完全满足一次性或低循环需求的设备使用。此外,扣式锂电池还具备工作温度范围宽(-40℃至85℃)、无记忆效应、绿色环保(不含汞、镉等有害物质)等优势,使其在极端环境应用(如户外传感器)与环保要求较高的领域(如儿童电子玩具)中得到普遍认可。苏州扣式锂电池性价比数码相机记忆卡托架内的备用电源,紧急情况下保障数据保存。

与扣式锂原电池相比,扣式锂离子蓄电池的结构在电极材料和充电机制上存在明显差异,具体体现在以下方面:正极材料:采用锂离子嵌入型化合物,而非锂原电池的氧化还原型材料。主流正极材料包括钴酸锂(LiCoO₂)、镍钴锰酸锂(NCM)和磷酸铁锂(LiFePO₄)。其中,LiCoO₂具有高能量密度(200-240mAh/g)和良好的导电性,适用于消费电子设备;LiFePO₄则具有优异的安全性和长循环寿命(>2000 次),但能量密度较低,主要用于对安全要求高的场景(如医疗设备)。负极材料:摒弃了金属锂,采用石墨或硬碳等碳基材料,这些材料具有层状结构,可实现锂离子的可逆嵌入和脱嵌。例如,石墨的理论容量为 372mAh/g,在充电时,锂离子从正极脱嵌,嵌入石墨负极;放电时,锂离子从石墨中脱嵌,回到正极,完成充放电循环。
扣式锂电池的发展历程与材料体系的创新密不可分,每一次材料的突破都推动了电池性能的明显提升。从早期的锌锰扣式电池到如今的锂离子扣式电池,材料的选择和优化始终是技术进步的重心驱动力。早期的扣式电池以锌锰体系为主,正极采用二氧化锰,负极使用锌粉,电解液为氯化铵或氯化锌的水溶液。这种电池成本低廉,但能量密度低,放电电压不稳定,且存在漏液问题,逐渐无法满足电子设备对微型能源的高性能需求。随着锂离子电池技术的兴起,扣式锂电池开始采用新型材料体系,性能得到质的飞跃。由于其密封性好,扣式锂电池能够有效防止漏电和氧化,延长使用寿命。

在放电过程中,锂离子与CFₓ反应生成LiF和C,反应式为CFₓ+xLi⁺+xe⁻→xLiF+C,理论能量密度可达2180Wh/kg,工作电压约为2.7V。氟化碳正极材料的优势在于能量密度高、放电平台稳定、储存寿命长(可达10年以上),适用于需要长期待机的设备,如医疗植入式设备、实时时钟模块等。但其缺点是导电性较差,需要添加导电剂(如炭黑)来改善,且成本相对较高。随着智能穿戴设备等对能量需求更高的应用场景出现,钴酸锂(LiCoO₂)、三元材料(LiNiₓCoᵧMn_zO₂,NCM)等高压正极材料开始应用于扣式锂电池。扣式锂电池内部的电解质是影响其性能的关键因素之一。金华超创扣式锂电池厂家供应
工作温度范围覆盖-20℃至+60℃,使其在极端环境下仍能保持性能。杭州CR2016扣式锂电池生产厂家
隔膜是位于正极和负极之间的多孔薄膜,主要作用是防止正负极直接接触导致短路,同时允许锂离子通过。扣式锂原电池常用的隔膜材料为聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)微孔膜,厚度 5-20μm,孔隙率 40%-60%。隔膜的孔径需严格控制(通常为 0.1-1μm),确保锂离子顺利迁移的同时,阻挡电极材料颗粒的穿透。部分**电池还会在隔膜表面涂覆陶瓷涂层(如 Al₂O₃),提升隔膜的耐高温性能和机械强度。外壳采用不锈钢材质(如 304 或 316 不锈钢),分为正极盖和负极底两部分,正极盖通常带有凸点或刻痕,便于与设备的正极接触;负极底为平底结构,与设备的负极接触。外壳不仅起到保护内部电极和电解质的作用,还作为电流的集流体,传导电子。密封件位于正极盖和负极底的连接处,通常采用丁基橡胶或环氧树脂,通过机械压合或激光焊接的方式实现密封,防止电解液泄漏和外界水汽、氧气进入电池内部,确保电池的长期稳定性。杭州CR2016扣式锂电池生产厂家
正极材料是决定扣式锂电池能量密度的重心因素之一,目前主流的正极材料包括二氧化锰(MnO₂)、氟化碳(CFₓ)、钴酸锂(LiCoO₂)、三元材料(NCM)等。二氧化锰作为传统正极材料,具有成本低、稳定性好的特点,广泛应用于低功耗设备;氟化碳则凭借更高的能量密度,在需要长效供电的设备中占据优势;而钴酸锂和三元材料则因具备较高的电压和容量,常用于对能量需求较高的智能穿戴设备。负极材料通常采用金属锂片,这是因为金属锂具有极低的电极电位(-3.04Vvs标准氢电极)和极高的比容量(3860mAh/g),能够为电池提供较高的工作电压和能量密度。物联网传感器通过搭载低功耗扣式锂电池,可实现数年无需更换电源。...