电池基础知识简述(锂电池) 2016年1月
锂电池入门知识
锂电池入门知识点锂电池的定义:由锂金属或锂合金作为负极材料,使用非水电解质溶液的电池。
1.锂电池的分类:锂电池大致可以分为锂金属电池和锂离子电池。
锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。
锂离子电池的电化学原理:以采用钴酸锂为正极材料,石墨为负极材料为例。
在充电过程中,锂离子从正极中脱出(脱嵌),然后经过电解质嵌入(插入)负极石墨材料中,形成锂离子的石墨嵌入化合物;而在放电过程中锂离子的运动方式相反。
锂离子电池充放电,正负极材料在常温常压下发生以下氧化还原反应Li1−x Co O2+Li x C6LiCoO2+6C放电过程中的电极反应为:正极(还原反应,得电子)Li1-x CoO2+xLi+e-→LiCoO2负极(氧化反应,失电子)Li x C6→6C+xLi++xe-充放电过程中的电极反应与上述式(1-2)、式(1-3)反应过程相反。
因此,当采用钴酸锂为正极材料和石墨为负极材料时,由于上述氧化还原反应具有良好的可逆性,锂离子电池循环性能优异;由于石墨嵌锂化合物密度低,锂离子电池质量比能量高;由于氧化还原对Li+/Li的电位在金属电对中最负,Li+电池的工作电压比能量高。
2.电池结构及分类锂离子电池通常包含正极、负极、隔膜、电解液和壳体等几个部分。
正负极通常采用一定空隙的多孔电极,由集流体和粉体涂覆层构成。
负极极片由铜箔和负极粉体涂覆层构成,正极极片由铝箔和正极粉体涂覆层构成,正负极粉体涂覆层由活性物质粉体、导电剂、粘结剂及其他助剂构成。
活性物质粉体间和粉体颗粒内部存在的孔隙可以增加电极的有效面积,降低电化学极化。
同时由于电极反应发生在固-液两相界面上,多孔电极有助于减少锂离子电池充电过程中枝晶的生成,有效防止短路。
3.常见的锂离子电池按照外形分为扣式电池、方形电池和圆柱形电池。
锂离子电池的分类方法:外形法分类:扣式电池、圆柱形电池和方形电池电解液法分类:凝胶电解质电池和聚合物电解质电池,正负极材料分类法:磷酸铁锂电池、三元材料电池和钛酸锂电池等壳体分类法:钢壳电池、铝壳电池和软包电池等用途分类法;3C电池和动力电池等方形电池型号:通常用厚度+宽度+长度来表示圆形柱电池:通常用直径+长度+0来表示2.锂离子电池原材料1、正极材料通常为微米级粉体材料。
锂离子电池基础知识概述
锂离子电池基础知识概述随着科技的不断发展,电子产品的普及和需求逐渐增加。
电池以其便携、高效、低污染的特性成为现代电子产品不可或缺的元器件,而锂离子电池更是成为了新时代电池中最为出色的代表之一。
本文将从锂离子电池的定义、组成、工作原理、优点和缺点以及使用和保养等方面,给读者描绘一个全面而清晰的锂离子电池基础知识概述。
一、定义锂离子电池是一种可充电电池,它是由锂离子在多层金属氧化物和石墨或锂钴酸盐的电解质中周期性地进行嵌入和脱出来实现充放电过程的电池。
锂离子电池因其高比能量、长使用寿命、低自放电率等优势而被广泛应用于手机、笔记本电脑、无人机等各种电子设备中。
二、组成锂离子电池由正极、负极、电解质和隔膜等主要组成部分构成。
1. 正极材料:多层金属氧化物(如钴酸锂、镍钴锰酸锂等),是存储锂离子的主要场所。
2. 负极材料:主要是石墨或焦化石墨,作用是在电池充电时存储锂离子,并在放电时释放锂离子。
3. 电解质:由碳酸锂等锂盐和有机溶剂混合而成的液体,起到将离子传递的作用。
4. 隔膜:用于隔离正负极,同时使液体电解质能够通过,起到隔离的作用。
三、工作原理锂离子电池的工作原理可以概括为三个主要阶段:充电、放电和静置。
1. 充电阶段:电池整体上采用外加直流电源进行充电,这时正极材料(如钴酸锂)中的锂离子会从电解质中脱离,进入负极材料(如石墨)中进行电荷储能。
2. 放电阶段:电池正极中的锂离子随着电池的使用而逐渐流向负极材料,从而释放出电荷。
通过连接外部电路,负极材料上释放的电荷会形成电流流动,在外部设备中发挥功效。
同时,正极材料中的锂离子逐渐减少。
3. 静置阶段:当电池不是充电或放电状态时,锂离子的流动将停止,并在物理和化学方面重新结合以保持电池的健康和稳定性。
四、优点和缺点1. 优点:(1)高能量密度:相比于其他类型的充电式电池,锂离子电池具有很高的能量密度,其每个电池单元的能量密度一般为150-200 Wh/kg。
锂电池基本知识讲解
锂电池基本知识讲解电池基本知识1.电池电池是将化学反应产生的能量直接转化为电能的一种电化学装置。
2.原电池原电池是指经过放电后,不能用一般的充电方法使其复原而继续使用的电池,也叫一次电池。
3.蓄电池指可以通过充电方法使两极活性物质复原而可以再次放电的电池,也叫二次电池。
4.干电池干电池是指电解液不流动的电池,通常是指锌、锰干电池。
5.电解池电解池是一种将电能转化为化学能的电化学装置,电池充电时相当于电解池。
6.电子导体是指依靠物质内部的自由电子在外加电场作用下做定向运动而导电的导体,也叫第一类导体。
各种金属通常为第一类。
7.离子导体是依靠物质内部的可移动离子在外加电场作用在做定向移动而导电的导体,也叫第二类导体。
各种电解液通常为第二类导体。
如氢氧化钾水溶液。
8.电解质一定条件下具有离子导电性的物质称为电解质。
9.电极是指由两类导体即电子导体和离子导体串联组成的导电体系,也叫半电池,通常为了方便把构成电极的金属导体部分称为电极。
10.正/负极在一个电化学装置中,电极电位较高的电极称为正极;电极电位较低的电极为负极。
11.电池充电借助于外直流电源,将电能输入电池迫使其内部发生电化学反应的过程叫电池充电。
12.电池放电电池内部发生电化学反应产生电能并向外电路输出电能的过程叫电池放电。
13.活性物质是指在电池中将化学能转变为电能的过程中参加电极反应的物质。
14.为什么电池放电时不需要外接电源而电池充电时需要外接电源?电池放电时的电化学反应是一种自发的过程,电池向外电路供电是可以自发进行的过程,而充电时的电池相当于电解池,电解池中消耗电能的化学反应是一种不可以自发进行的过程,所以要借助于外接电源强迫化学反应逆方向进行。
15.电池电动势电池正极平衡电极电位与负极平衡电极电位之差称为电池电动势,又叫理论电压。
16.开路电压电池开路时,正负极之间的电位差叫开路电压,开路电压在数值上等于正负极稳定电极电位之差,是一个实测值。
锂离子电池的基本知识
锂离子电池的基本知识一般而言,电池有三部分构成:1.锂离子电芯2.保护电路(pcm)3.外壳即胶壳锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。
锂离子电芯的能量容量密度可以达到300wh,重量容量密度可以达到125wh。
一、电芯原理锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在,因此锂离子电芯更加安全稳定。
其反应示意图及基本反应式如下所示:二、电芯的构造锂电池的负极材料是锂金属,正极材料是碳材。
习惯上称为锂电池。
锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极材料是碳材。
为了区别于传统意义上的锂电池,称之为锂离子电池。
锂离子电池的主要构成:(1)电池盖(2)正极----活性物质为氧化钴锂(钴酸锂)(3)隔膜----一种特殊的複合膜(4)负极----活性物质为碳(5)有机电解液(6)电池壳电芯的正极是licoo2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已採用奈米碳。
根据上述的反应机理,正极採用licoo2、linio2、limn2o2,其中licoo2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从licoo2拿走xli后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于x的大小。
通过研究发现当x>时li1-xcoo2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制li1-xcoo2中的x值,一般充电电压不大于那幺x小于,这时li1-xcoo2的晶型仍是稳定的。
负极c6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极licoo2中的li被充到负极c6中,当放电时li回到正极licoo2中,但化成之后必须有一部分li留在负极c6中,心以保证下次充放电li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分li留在负极c6中,一般通过限制放电下限电压来实现。
锂电池的一些基本知识
一、电池的化学知识物质发生化学反应的种类有多种,其中一种是氧化还原反应,在这种反应中,实际是电子在反应物中的转移过程。
通常把提供电子的物质叫还原剂,接受电子的物质叫氧化剂。
在电池体系里,一般把这些还原剂或氧化剂统一称作活性物质,活性物质在电池体系中发生的氧化还原反应就是电池反应。
原剂或氧化剂和导电骨架加工在一起,便成了电极,其中,还原剂电极发生电池反应时是失去电子,叫负极,而由氧化剂组成的电极在反应中则得到电子,叫正极,对于可充电的电池,正极又叫阴极,负极又叫阳极。
当电极插入到相关的溶液时,便获得了一电势,一般称为电极电位.正极,负极处于一相同溶液体系之下是否有电位差,是能否发生电池反应的必要条件。
1.1. 电池的工作原理和分类电池是将物质的化学能转变成电能的一种装置。
电池工作时,负极(阳极)发生化学反应,给出电子,电子通过外部电子通道传到正极(阴极)并被其消耗,就这样,电池工作时,电子会源源不断的从负极(阳极)跑出来,通过外部电路到达正极(阴极),直到两电极中某一方被消耗完,电子才会停止转移。
电子的定向流动便成为电流,最终获得电能。
1.2. 电池的组成要使电池能连续工作,必需包含以下部分:电极,电解质,隔离物以及电池外壳。
1.2.1 电极一般由活性物质和导电骨架组成,如前所述,又分为正(阴)极和负(阳)极,是电池的核心部分,是电池产生电能的源泉,通过两极上活性物质和化学变化使化学能转变为电能,导电骨架主要起着传导电子和支撑活性物质的作用,又叫集流体。
1.2.2 电解质的一般作用是完成电池放电时的离子导电过程。
电池工作时,负极提供的电子通过电池体系的外部电路到达正极从而提供电能,要实现这个能量转换过程,还必需要有一个内部离子导电过程以完成电流回路。
离子的正向移动产生电流,电解质的导电就是通过其内部体系的离子迁移从而实施离子导电。
1.2.3 隔离物能常是指置于电池正负极之间的材料,其作用是阻止正、负极活性材料的直接接触,防止电池的内部短路,并能阻挡两极粉状物质的透过。
锂电池基本知识
锂电池基本知识锂电池是一种以锂离子为原料的电池,被广泛应用于电子设备、电动车辆和储能系统等领域。
它具有高能量密度、长寿命、轻巧小型等优点,因此备受青睐。
1. 锂电池的构造锂电池主要由正极、负极、电解质和隔膜四部分组成。
正极通常使用锂化合物,如氧化钴、磷酸铁锂等,负极则使用碳材料。
电解质是锂离子在正负极之间传递的介质,常用液态电解质为聚合物电解质。
隔膜则起到隔离正负极的作用,防止短路。
2. 锂电池的工作原理锂电池的工作原理是通过正负极之间的锂离子传递来实现电荷和放电过程。
当充电时,锂离子从正极释放出来,经过电解质和隔膜,嵌入到负极的碳材料中。
而在放电时,锂离子从负极脱嵌,经过电解质和隔膜,重新嵌入到正极的锂化合物中。
这个过程是可逆的,因此锂电池可以反复充放电。
3. 锂电池的优点锂电池具有高能量密度,即单位重量或体积所储存的电能较高,能够提供更长的使用时间。
同时,锂电池具有较低的自放电率,即在不使用的情况下,电池自身的电量损失较小。
此外,锂电池还具有长寿命、低污染、快速充电等优点。
4. 锂电池的分类锂电池根据其正极材料的不同可以分为多种类型,常见的有锂离子电池、锂聚合物电池和锂硫电池。
其中,锂离子电池是目前最常用的,具有较高的能量密度和较长的寿命。
锂聚合物电池则因其更高的能量密度和更薄的设计,被广泛应用于便携式电子设备。
锂硫电池则具有更高的能量密度和更低的成本,但目前仍在研发阶段。
5. 锂电池的安全性锂电池在使用过程中需要注意安全性。
由于锂电池内部的锂金属非常活泼,在遇到高温或物理损伤时可能发生短路、过热甚至起火爆炸的情况。
因此,锂电池的设计中通常包含了安全防护措施,如保护电路、热敏感元件和隔热材料等。
此外,用户在使用锂电池时也要遵循正确的操作方法,避免过度充放电、避免撞击或损坏电池等。
总结:锂电池作为一种高性能的电池技术,已经广泛应用于各个领域。
它的构造简单,工作原理清晰,具有高能量密度、长寿命等优点。
锂电池百科知识
锂电池百科知识
锂电池是一种充电电池,使用锂离子在正负两极之间移动来存储和释放电能。
它是目前最常见的可充电电池之一,广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑、无人机和其他便携式电子设备中。
以下是有关锂电池的一些基本知识:
1. 成分:锂电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极通常使用氧化钴、磷酸铁锂等材料,负极通常使用石墨或锂钛酸锂等材料。
2. 工作原理:锂电池的工作原理是在充电时,锂离子通过电解液中的电解质移动从正极向负极,负极材料将锂离子插入其晶格中进行储存。
在放电时,锂离子从负极移动到正极,通过外部电路释放电能。
3. 优点:锂电池具有高能量密度、长循环寿命、轻便和无记忆效应的优点。
它们还具有较低的自放电速度和较少的环境污染。
4. 缺点:锂电池的缺点包括较高的成本、安全性问题(例如过充、过放、过热可能导致爆炸或火灾)以及对稀有资源的依赖(锂)。
5. 类型:常见的锂电池类型包括锂离子电池(Li-ion)、锂聚
合物电池(Li-polymer)和锂铁磷酸电池(LiFePO4)。
Li-ion
电池是最常见的一种,具有良好的能量密度和循环寿命。
Li-
polymer电池具有更高的安全性和柔性设计能力。
LiFePO4电池具有更高的安全性和较长的循环寿命,但能量密度较低。
6. 充电和保养:为了延长锂电池的寿命,需要遵循正确的充电和使用方法,如避免过充和过放、避免长时间存储在高温环境中、使用合适的充电器等。
总之,锂电池是一种常见的充电电池,具有广泛的应用前景,并且随着技术的不断进步,它的能量密度和循环寿命还将继续改善。
锂电池基础知识科普
图4 31
隔膜
32
电解液
LiPF6
LiF PF5
LiPF6 H2O POF3 LiF 2HF
PF5 H2O POF3 2HF
H2O POF3 PO2F 2HF
2H2O PO2F H3PO4 HF
H2O (CH2OCO2Li)2
Li2CO3 CO
(硬碳):高分子热解碳
不同碳材料在结晶度、粒度、孔隙度、微观形态、比表面积、 表面官能团、杂质等多方面存在差异,对其结构特征、化学性 质与电化学行为的关系进行了广泛研究。
17
负极材料
中间相碳微球
天然石墨
人造石墨
钛酸锂
18
负极材料
C…
LiC(≥36) LiC(≥27) LiC(12) LiC(6)
凝胶电解质
34
电解液 电解液对电池性能的影响:
1. 对电池容量的影响 2. 对电池内阻及倍率充放电性能的影响 3. 对电池操作温度范围的影响 4. 对电池储存和循环寿命的影响 5. 对电池安全性的影响 6. 对电池自放电的影响
35
电解液
1.对电池容量的影响 a.表现为电极与电解液的相容性。可逆容量高,电池容量损失大, 容量不能正常发挥。
21
隔膜
结构 生产方法 优点
缺点 应用范围
不同材质和结构隔膜的特点
PP
单层、双层
干法
机械强度高 耐热性好 透过性好 安全关断性能不如PE (闭孔温度>150℃)
一次电池、二次电池、 大功率电池
PE 单层、双层 干法、湿法 均匀性好 安全性好(闭孔温度约 130℃) 耐高温性能不如PP
二次电池
PP/PE/PP 三层 干法 综合了PP、PE膜优点, 机械强度好,安全性更 高
锂电池基础知识介绍
锂电池基础知识介绍在现代科技的飞速发展中,锂电池已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从智能手机、笔记本电脑到电动汽车,锂电池的身影无处不在。
那么,究竟什么是锂电池?它又是如何工作的呢?让我们一起来揭开锂电池的神秘面纱。
锂电池,顾名思义,是以锂元素为主要成分的电池。
它主要由正极、负极、电解液和隔膜这几个关键部分组成。
正极材料通常是含锂的化合物,比如钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等。
这些材料能够在充放电过程中提供锂离子,并发生相应的化学反应。
不同的正极材料具有不同的性能特点,例如钴酸锂具有较高的能量密度,但安全性相对较低;磷酸铁锂则安全性较好,但能量密度稍逊一筹。
负极材料一般是石墨等碳材料,它能够在充电时储存锂离子,放电时释放锂离子。
电解液则起到在正负极之间传导锂离子的作用,通常是由有机溶剂和锂盐组成。
隔膜的作用是防止正负极直接接触,避免短路,同时又能让锂离子自由通过。
锂电池的工作原理其实并不复杂。
在充电时,外部电源的电能将锂离子从正极材料中脱出,经过电解液,嵌入到负极材料中。
这个过程中,电池储存了能量。
而在放电时,锂离子则从负极脱出,经过电解液,回到正极,同时释放出储存的能量,为外部设备供电。
锂电池之所以能够在众多电池类型中脱颖而出,主要得益于它的一些显著优点。
首先是能量密度高。
这意味着在相同的体积或重量下,锂电池能够储存更多的电能,使得设备能够更长时间地工作或者更轻便便携。
其次是循环寿命长。
经过多次充放电后,锂电池仍然能够保持较好的性能,这对于需要长期使用的设备来说非常重要。
再者是自放电率低。
即使在不使用的情况下,锂电池自身损耗的电量也相对较少。
然而,锂电池也并非完美无缺。
安全性是锂电池面临的一个重要挑战。
在某些极端情况下,比如过度充电、过度放电、高温等,锂电池可能会发生热失控,甚至引发起火、爆炸等危险情况。
成本相对较高也是一个问题,尤其是一些高性能的锂电池。
在实际应用中,根据不同的需求和场景,锂电池有着多种分类。
超详细的锂电池知识介绍
超详细的锂电池知识介绍目录一、锂电池基础知识 (3)1.1 电池的基本概念 (4)1.2 锂电池的历史与发展 (5)二、锂电池的工作原理 (7)2.1 锂电池的化学原理 (8)2.2 锂电池的工作过程 (10)三、锂电池的结构与材料 (11)3.1 锂电池的基本结构 (12)3.2 锂电池的关键材料 (13)四、锂电池的性能特点 (15)4.1 锂电池的能量密度 (17)4.2 锂电池的功率密度 (18)4.3 锂电池的循环寿命 (19)五、锂电池的应用领域 (21)5.1 锂电池在手机领域的应用 (22)5.2 锂电池在笔记本电脑领域的应用 (23)5.3 锂电池在电动汽车领域的应用 (25)5.4 锂电池在储能系统领域的应用 (27)六、锂电池的制造工艺 (29)6.1 锂电池的制造流程 (31)6.2 锂电池的生产设备 (32)6.3 锂电池的质量控制 (33)七、锂电池的回收与再生 (35)7.1 锂电池的回收方法 (36)7.2 锂电池的再生技术 (37)7.3 锂电池回收再利用的意义 (39)八、锂电池的未来发展趋势 (40)8.2 锂电池的市场前景 (43)8.3 锂电池的环境挑战 (44)九、锂电池的安全问题及应对措施 (45)9.1 锂电池的安全隐患 (46)9.2 锂电池的安全防护措施 (48)9.3 锂电池的安全标准与规范 (49)十、锂电池的标准化与政策法规 (51)10.1 锂电池的标准化组织 (52)10.2 锂电池的政策法规 (53)10.3 锂电池产业的政策支持与监管 (54)一、锂电池基础知识电池种类:锂电池是一种依靠锂离子在正极和负极之间移动来进行储能和释放能量的电化学设备。
根据不同的分类标准,锂电池可以分为锂离子电池、锂聚合物电池、锂铁磷电池、锂铁锰电池等。
工作原理:锂电池的工作原理基于锂离子的嵌入和脱嵌过程。
在充电过程中,锂离子从正极材料中脱出,经过电解质传输至负极,然后嵌入负极材料;在放电过程中,锂离子从负极中脱出,经过电解质传输至正极,然后嵌入正极材料。
锂电池基础知识介绍
锂电池基础知识介绍在现代科技的飞速发展中,锂电池已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从智能手机、笔记本电脑到电动汽车,锂电池的身影无处不在。
那么,究竟什么是锂电池?它是如何工作的?又有哪些特点和类型呢?接下来,让我们一起走进锂电池的世界,了解一下它的基础知识。
一、锂电池的定义与工作原理锂电池,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
其工作原理主要基于锂离子在正负极之间的嵌入和脱嵌过程。
在充电时,锂离子从正极材料中脱出,经过电解质溶液,嵌入到负极材料中;而在放电时,锂离子则从负极脱出,经过电解质溶液,重新嵌入到正极材料中。
这个过程中,电子通过外电路从负极流向正极,从而产生电流,为我们的设备提供电能。
二、锂电池的主要特点1、高能量密度这意味着锂电池在相同体积或重量下,能够存储更多的电能,从而使设备具有更长的续航能力。
2、长循环寿命经过多次充放电循环后,锂电池仍能保持较好的性能,减少了更换电池的频率和成本。
3、低自放电率在不使用的情况下,锂电池自身消耗的电量相对较少,能够长时间保持电量。
4、无记忆效应不像某些其他类型的电池,锂电池在充电前不需要完全放电,使用起来更加方便。
5、快速充电能力能够在较短的时间内充满电,提高了使用效率。
三、锂电池的分类1、按照正极材料分类常见的有钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)、三元材料(如镍钴锰酸锂 Li(NiCoMn)O₂)等。
钴酸锂电池具有较高的能量密度,但安全性相对较差;锰酸锂电池成本较低,但循环寿命和能量密度相对较低;磷酸铁锂电池安全性高、循环寿命长,但能量密度相对较低;三元材料锂电池则在能量密度、循环寿命和成本之间取得了较好的平衡。
2、按照形状分类可分为圆柱形锂电池、方形锂电池和软包锂电池。
圆柱形锂电池如常见的 18650 电池,一致性较好;方形锂电池空间利用率高;软包锂电池则具有重量轻、形状灵活等优点。
锂电池的一些基本知识
一、电池的化学知识物质发生化学反应的种类有多种,其中一种是氧化还原反应,在这种反应中,实际是电子在反应物中的转移过程。
通常把提供电子的物质叫还原剂,接受电子的物质叫氧化剂。
在电池体系里,一般把这些还原剂或氧化剂统一称作活性物质,活性物质在电池体系中发生的氧化还原反应就是电池反应。
原剂或氧化剂和导电骨架加工在一起,便成了电极,其中,还原剂电极发生电池反应时是失去电子,叫负极,而由氧化剂组成的电极在反应中则得到电子,叫正极,对于可充电的电池,正极又叫阴极,负极又叫阳极。
当电极插入到相关的溶液时,便获得了一电势,一般称为电极电位.正极,负极处于一相同溶液体系之下是否有电位差,是能否发生电池反应的必要条件。
1.1. 电池的工作原理和分类电池是将物质的化学能转变成电能的一种装置。
电池工作时,负极(阳极)发生化学反应,给出电子,电子通过外部电子通道传到正极(阴极)并被其消耗,就这样,电池工作时,电子会源源不断的从负极(阳极)跑出来,通过外部电路到达正极(阴极),直到两电极中某一方被消耗完,电子才会停止转移。
电子的定向流动便成为电流,最终获得电能。
1.2. 电池的组成要使电池能连续工作,必需包含以下部分:电极,电解质,隔离物以及电池外壳。
1.2.1 电极一般由活性物质和导电骨架组成,如前所述,又分为正(阴)极和负(阳)极,是电池的核心部分,是电池产生电能的源泉,通过两极上活性物质和化学变化使化学能转变为电能,导电骨架主要起着传导电子和支撑活性物质的作用,又叫集流体。
1.2.2 电解质的一般作用是完成电池放电时的离子导电过程。
电池工作时,负极提供的电子通过电池体系的外部电路到达正极从而提供电能,要实现这个能量转换过程,还必需要有一个内部离子导电过程以完成电流回路。
离子的正向移动产生电流,电解质的导电就是通过其内部体系的离子迁移从而实施离子导电。
1.2.3 隔离物能常是指置于电池正负极之间的材料,其作用是阻止正、负极活性材料的直接接触,防止电池的内部短路,并能阻挡两极粉状物质的透过。
锂电池基础知识三篇
锂电池基础知识三篇篇一:锂电池基础知识配料基础知识一、电极的组成:1、正极组成:a、钴酸锂:正极活性物质,锂离子源,为电池提高锂源。
b、导电剂:提高正极片的导电性,补偿正极活性物质的电子导电性。
提高正极片的电解液的吸液量,增加反应界面,减少极化。
c、PVDF粘合剂:将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。
d、正极引线:由铝箔或铝带制成。
2、负极组成:a、石墨:负极活性物质,构成负极反应的主要物质;主要分为天然石墨和人造石墨两大类。
b、导电剂:提高负极片的导电性,补偿负极活性物质的电子导电性。
提高反应深度及利用率。
防止枝晶的产生。
利用导电材料的吸液能力,提高反应界面,减少极化。
(可根据石墨粒度分布选择加或不加)。
c、添加剂:降低不可逆反应,提高粘附力,提高浆料黏度,防止浆料沉淀。
d、水性粘合剂:将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。
e、负极引线:由铜箔或镍带制成。
二、配料目的:配料过程实际上是将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起,调制成浆料,以利于均匀涂布,保证极片的一致性。
配料大致包括五个过程,即:原料的预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。
三、配料原理:(一)、正极配料原理1、原料的理化性能。
(1)钴酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为6-8μm,含水量≤0.2%,通常为碱性,PH值为10-11左右。
锰酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为5-7μm,含水量≤0.2%,通常为弱碱性,PH值为8左右。
(2)导电剂:非极性物质,葡萄链状物,含水量3-6%,吸油值~300,粒径一般为2-5μm;主要有普通碳黑、超导碳黑、石墨乳等,在大批量应用时一般选择超导碳黑和石墨乳复配;通常为中性。
(3)PVDF粘合剂:非极性物质,链状物,分子量从300,000到3,000,000不等;吸水后分子量下降,粘性变差。
(4)NMP:弱极性液体,用来溶解/溶胀PVDF,同时用来稀释浆料。
2、原料的预处理(1)钴酸锂:脱水。
锂电基础知识
锂电池是一种以锂离子嵌入和脱嵌过程为基础的可充电电池技术,广泛应用于移动设备、电动汽车和储能系统等领域。
以下是一些关于锂电池的基础知识:结构组成:锂电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极通常由锂化合物(如锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂等)构成,负极通常由石墨材料构成,电解质通常是有机溶液或固体电解质,而隔膜则用于阻止正负极之间的直接接触。
工作原理:锂电池的工作原理是在充放电过程中锂离子在正负极之间进行嵌入和脱嵌。
在充电过程中,锂离子从正极释放并嵌入负极,负极材料形成锂化合物。
在放电过程中,锂离子从负极脱嵌并移回正极,正极材料再次形成锂化合物。
这个嵌入和脱嵌过程导致了电流的流动,实现了能量的存储和释放。
优点:锂电池具有高能量密度、较高的电压稳定性、低自放电率、长寿命、无记忆效应和环境友好等优点。
它们也具备快速充电和较高的放电能力,适用于许多应用领域。
类型:常见的锂电池类型包括锂离子电池(Li-ion)、锂聚合物电池(Li-polymer)和锂铁磷酸电池(LiFePO4)。
锂离子电池是最常见的类型,具有高能量密度和较高的电压稳定性。
锂聚合物电池相对较薄且灵活,适用于一些特殊形状的设备。
锂铁磷酸电池具有更高的安全性和较长的寿命,但能量密度相对较低。
使用和维护注意事项:锂电池在使用和维护时需要注意一些事项。
避免过度充放电、高温环境和深度放电是保持锂电池寿命和安全性的关键。
正确的充电器和充电方法也非常重要,以避免过度充电和过充电的情况发生。
总的来说,锂电池是一种重要的可充电电池技术,广泛应用于各种电子设备和交通工具中。
了解锂电池的基础知识有助于正确使用和维护这种电池,并充分发挥其性能和寿命。
锂电池基础知识
电池基础知识<1>1、一次电池和充电电池有什么区别?电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充,根据它们的电化学成分和电极的结构可知,真正的可充电电池的内部结构之间所发生反应是可逆的。
理论上,这种可逆性是不会受循环次数的影响,既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化,那么可充电电池的内部设计必须支持这种变化,既然,一次电池仅做一放电,它内结构简单得多且不需要支持这种变化,因此,不可以将一次电池拿来充电,这种做法很危险也很不经济,如果需要反复使用,应有尽有选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池,这种电池也可称为一次电池或蓄电池。
2、一次电池和二次电池还有其他的区别吗?另一明显的区别就是它们能量和负载能力,以及自放电率,二次电池能量远比一次电池高,然而他们的负载能力相对要小。
3、可充电便携式电池的优缺点是什么?充电电池寿命较长,可循环1000次以上,虽然价格比干电池贵,但如果经常使用的话,是比较划算的。
充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低,比如,他们放电较快。
另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压,很难预测放电何时结束。
当放电结束时,电池电压会突然降低。
假如在照相机上使用,突然电池放完了电,就不得不终止。
但另一方面可充电电池能提供的容量比太部分一次电池高。
但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中,因为它容量高,能量密度大,以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。
4、充电电池是怎样实现它的能量转换?每种电池都具有电化学转换的能力,即将储存的化学能直接转换成电能,就二次电子(也叫蓄电池)而言(另一术语也称可充电使携式电池),在放电过程中,是将化学能转换成电能;而在充电过程中,又将电能重新转换成化学能。
这样的过程根据电化学系统不同,一般可充放电500次以上,而我司产品li-ion可重复充放电1000次以上。
Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。
它的额定电压为3.6V,它的放电电压会随放电的深度逐渐衰退,不象其他充电电池一样,在放电未,电压突然降低。
电池基础知识简述(锂电池) 2016年1月
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电池主要性能:负载能力、 过冲过放、自我放电
1、负载能力:当电池的正负极两端连接在用电器上时,带动用电器工作时的输出功率,即为电 池的负载能力。 2、过放电:电池若是在放电过程中,超过电池放电的终止电压值,还继续放电时就可能会造成 电池内压升高,正、负极活性物质的可逆性遭到损坏,使电池的容量产生明显减少。 2、过充电:电池在充电时,在达到充满状态后,若还继续充电,可能导致电池内压升高、电池 变形、漏夜等情况发生,电池的性能也会显著降低和损坏。 3、自我放电:电池不管在有无被使用的状态下,由于各种原因,都会引起其电量损失的现象。 电池完全充电后,放置一个月。然后用1C放电至3.0V,其容量记为C2;电池初始容量记为C0; 1-C2/C0即为该电池之月自放电率 行业标准锂离子电池月自放电率小于12% 电池自放电与电池的放置性能有关,其大小和电池内阻结构和材料性能有关。 4、充电循环寿命:电池在完全充电后完全放电,循环进行,直到容量衰减为初始容量的75%, 此时循环次数即为该电池之循环寿命 循环寿命与电池充放电条件有关 锂离子电池室温下1C充放电循环寿命可达300-500次(行业标准),最高可达800-1000次。 5:记忆效应:与第一充电是电池容量有关。记忆效应是针对镍镉电池而言的,镍氢电池和锂离 子电池均无记忆效应。 附:防止过充、过放的发生,需要电芯基础上增加保护板。
三:按电池所用正、负极材料划分——
1、锌系列电池,如锌锰电池、锌银电池等; 2、镍系列电池,如镉镍电池、氢镍电池等; 3、铅系列电池,如铅酸电池等; 4、锂离子电池、锂锰电池; 5、二氧化锰系列电池,如锌锰电池、碱锰电池等; 6、空气(氧气)系列电池,如锌空电池等。
四:按电池的外形和尺寸划分——有1号电池、AA(5号)电池;AAA(7号)电池;方形电池;圆形电池等
锂电池基础知识讲解
锂电池基础知识讲解理想的锂离子电池,除了锂离子在正负极之间嵌入和脱出外,不发生其他副反应,不出现锂离子的不可逆消耗。
实际的锂离子电池,每时每刻都有副反应存在,也有不可逆的消耗,如电解液分解,活性物质溶解,金属锂沉积等,只不过程度不同而己。
实际电池系统,每次循环中,任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应,都可能导致电池容量平衡的改变。
一旦电池的容量平衡发生改变,这种改变就是不可逆的,并且可以通过多次循环进行累积,对电池性能产生严重影响。
⑴正极材料的溶解尖晶石LiMn2O4中Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰减的主要原因,对于Mn的溶解机理,一般有两种解释:氧化还原机制和离子交换机制。
氧化还原机制是指放电末期Mn3+的浓度高,在LiMn2O4表面的Mn+会发生歧化反应:2Mn3+(固)Mn4+(固)+Mn2+(液)歧化反应生成的二价锰离子溶于电解液。
离子交换机制是指Li+和H+在尖晶石表面进行交换,最终形成没有电化学活性的HMn2O4。
Xia等的研究表明,锰的溶解所引起的容量损失占整个电池容量损失的比例随着温度的升高而明显增大(由常温下的23%增大到55℃时的34%)[14]。
⑵正极材料的相变化[15]锂离子电池中的相变有两类:一是锂离子正常脱嵌时电极材料发生的相变;二是过充电或过放电时电极材料发生的相变。
对于第一类相变,一般认为锂离子的正常脱嵌反应总是伴随着宿主结构摩尔体积的变化,同时在材料内部产生应力,从而引起宿主晶格发生变化,这些变化减少了颗粒间以及颗粒与电极间的电化学接触。
第二类相变是Jahn-Teller效应。
Jahn-Teller效应是指由于锂离子的反复嵌入与脱嵌引起结构的膨胀与收缩,导致氧八面体偏离球对称性并成为变形的八面体构型。
由于Jahn-Teller效应所导致的尖晶石结构不可逆转变,也是LiMn2O4容量衰减的主要原因之一。
在深度放电时,Mn的平均化合价低于3.5V,尖晶石的结构由立方晶相向四方晶相转变。
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电芯的基本组成:由正极、负极、隔膜、电解液、外壳五金件组成
标 题 序号 材料清单 【BOM】 货品编码 产品型号 ENEL15 物料名称 文件名 RHD-BOM-208 型号/规格 单位 数量 版本 日期
1
2 3 4 5 6 7 8
8011054401
81013131301 2061115400 2071039811 20712124701 20712144301 20712114601 20712525511
三:按电池所用正、负极材料划分——
1、锌系列电池,如锌锰电池、锌银电池等; 2、镍系列电池,如镉镍电池、氢镍电池等; 3、铅系列电池,如铅酸电池等; 4、锂离子电池、锂锰电池; 5、二氧化锰系列电池,如锌锰电池、碱锰电池等; 6、空气(氧气)系列电池,如锌空电池等。
四:按电池的外形和尺寸划分——有1号电池、AA(5号)电池;AAA(7号)电池;方形电池;圆形电池等
☆注:给一个电池进行恒流恒压充电,然后以恒流放电,放出多少电量就是这个电池的容量,如蓄电池,镍氢 电池等,但是锂电池就不行,它有个最低放电电压(即终止电压),即放电电压不能低于2.75V,通常以3.0V 为下限保护电压。例如锂电池容量是1000mAh,则充放电电流就1000mA,在电池最高电压4.2V内放到3.0V,放 出来的容量才是电池最真实的容量。
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电池主要性能:各ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电压值
1、开路电压:电池不放电时,电池达到平衡时正、负两极之间的电位差被称为开路电压。 电池的开路电压,会依电池正、负极与电解液的材料而异,如果电池正、负极的材料完全一样, 那么不管电池的体积有多大,几何结构如何变化,其开路电压都一样的。 2、工作电压(额定电压):工作电压指电池接通负载后在放电过程中显示的电压,又称放电电 压。在电池放电初始的工作电压称为初始电压。 电池在接通负载后,由于欧姆电阻和极化过电位的存在,电池的工作电压低于开路电压。 3、终止电压:指电池放电时,电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。 (根据不同的电池类型及不同的放电条件,对电池的容量和寿命的要求也不同,因此规定的电池 放电的终止电压也不相同。锂离子电池的终止电压一般规定为:2.7V~3.0V。) 4、标称电压:为标明电池或电池组电压所取的电压近似值。锂离子电池的标称电压为3.6V或 3.7V。(相当于电池的平均工作电压,电池在次电压工作时间最长。)
胶壳
PCB 电芯 双面胶 18防火面垫 18防火两联片 镍片 镍片
ENEL15
RHD034-V1/加多一个CM36 IC 18490 1300MAH 20#(L=30mm) ∮18 18两联片 0.1*2*17 0.1(59*2+6.5*26)
SET
PCS PCS PCS PCS PCS PCS PCS
电池基础知识
采购部——Carl
2016年1月
目录页
第一章:电池基本定义构成、相关分类、构成、基本术语等 电池基本定义,电池种类划分,电池主要性能:容量、开路电压、工作电 压、终止电压、标称电压、内阻、内压、阻抗、静态电阻与动态电阻、充放速率、 放电深度、自我放电、放电平台、负载能力、过充过放电、自我放电、充电循环 寿命、记忆效应、化成、分容、循环寿命、‘SEI膜’详解(附)。 第二章:电池电芯基础知识 锂电池电芯分类、圆柱形型号命名、方形型号命名、电芯电化学反应机理、 电芯结构、电芯结构示意图、电芯制造过程、电池制造过程(附)。 第三章:电池保护板知识 保护板主要功能、保护板技术参数、保护板检验、锂电池保护板品牌简介。 第四章:常见问题示例 常见问题原因及分析(客服反馈) 第五章:锂电池品牌及相关简介 国内锂电池十大品牌细则 第六章:总结
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电池主要性能:容量
☞容量:它表示在一定条件下(放电率、温度、终止电压等)电池放出的电量(可用微电脑蓄 电池放电容量检测仪JS-150D做放电测试),即电池的容量。 通常以安培· 小时为单位(简称,以A· H表示,1A· h=3600C)电池容量C的计算式为C=∫t0It1dt (在t0到t1时间内对电流I积分) 电池容量按照不同条件分为理论容量、实际容量与额定容量 1、理论容量:是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。为了比较不同系 列的电池,常用比容量的概念,即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量,单位为Ah/kg (mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。 2、实际容量:是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积, 单位为 Ah,其值小于理论容量。 3、额定容量:也叫保证容量,是按国家或有关部门颁布的标准,保证电池在一定的放电条 件下应该放出的最低限度的容量。 ☞影响电池容量因素:电池的实际容量,取决于电池中活性物质的多少和活性物质的利用率;活 性物质的量一定的情况下,影响因素有放电率、终止电压、温度、极板的几何尺寸等。
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第一章:电池基本定义
电池基本定义:指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能将 化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置。 电池主要性能包括电动势、额定容量、额定电压、开路电压、内阻、充放电速率、阻抗、寿命和自放电率。 锂离子电池:是一种二次电池(充电电池),它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过 程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂 状态;放电时则相反。(此课件讲解将以锂离子电池作为参照讲解) 电池组成部分:电芯、保护板、接触片,其他。 ——可以理解,电芯本身就是一个完整电池。
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电池种类划分
一:按电解液种类划分——
1、碱性电池,电解质主要以氢氧化钾火溶液为主的电池:如:碱性锌锰电池(俗称碱锰电池或碱性电池)、 镉镍电池,镍氢电池等; 2、酸性电池,主要以硫酸水溶液为介质,如锌锰干电池(有的消费者也称之为酸性电池)、海水电池等; 3、有机电解液电池,主要以有机溶液为介质的电池,如锂电池、锂离子电池等。
二:按工作性质和贮存方式划分——
1、一次电池,又称原电池,即不能再充电的电池,如锌锰干电池,锂原电池等; 2、二次电池,即可充电池,如镍氢电池、锂离子电池、镉镍电池等;蓄电池习惯上指铅酸蓄电池,也是二次 电池; 3、燃料电池,即活性材料在电池工作时才连续不断地从外部加入电池,如氢氧燃料电池等; 4、贮备电池,即电池贮存时不直接接触电解液,直到电池使用时,才加入电解液,如镁化银电池又称海水电 池等。