锂离子电池基础知识
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2 Editor: Frank Veken_Baowang
电池种类划分
一次电池 小型二次电池：镍镉、镍氢、锂离子 铅酸电池 动力电池 燃料电池 太阳能电池-地面光伏发电 其他新型电池
资料来源：D:\Veken\培训教程\电池种类.txt
3 Editor: Frank Veken_Baowang
什么叫锂离子电池？
4 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池电化学反应机理
正极反应：LiCoO2==== Li1-xCoO2 + xLi+ + xe负极反应： C + xLi+ + xe- === CLix 电池总反应： LiCoO2 + C ==== Li1-xCoO2 + CLix 放电时发生上述反应的 逆反应。
Editor: Frank Veken_Baowang
19
制片工艺流程
正极真空烘烤 负极真空烘烤
正极吸尘
负极片辊压
正极片辊压
负极焊极耳
正极焊极耳
负极贴胶纸
正极贴胶纸
负极冲压极耳
正极吸尘
负极吸尘
20
卷绕 Editor: Frank Veken_Baowang
卷绕
卷绕工艺流程
正、负极片 隔膜 套绝缘片并固定
32 Editor: Frank Veken_Baowang
自放电
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%，我们可以做到6%-8% 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
常规性能： 容量 电压 内阻 可靠性性能： 循环寿命 放电平台 自放电 贮存性能 高低温性能 安全性能 过充 短路 针刺 跌落 湿水 低压 振动
27 Editor: Frank Veken_Baowang
容量
电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容 量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安 时（Ah）或毫安时（mAh）。 电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。 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)。 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。 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。
34 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池质量认证
35 Editor: Frank Veken_Baowang
总结
电池是个比较复杂的电化学体系，涉及 到电化学、材料、机械、物理等学科 锂离子电池生产流程较长，每个质量控 制点都非常重要 大家可以根据自己工作岗位性质有针对 性的进行研究、讨论
17 Editor: Frank Veken_Baowang
拉浆工艺流程
正、负极浆料
送带
上浆
烘烤
收带
正、负极裁片
Editor: Frank Veken_Baowang
18
裁片工艺流程
正极裁大片 负极裁大片
正极划线刮粉
负极划线刮粉
正极片辊切
负极吸尘
正极称重分档
负极片辊切
负极称重分档 正极制片
负极制片
底部超声焊
入壳 配片 卷绕 隔膜裁剪 铝镍复合带 负、正极极耳点焊
离心入壳 测短路 压盖帽 压芯 测短路 贴底部胶纸 激光焊
Editor: Frank Veken_Baowang
21
激光焊工艺流程ห้องสมุดไป่ตู้
上夹具
激光焊接
全检内阻
全检气密性
称重分级
注液
Editor: Frank Veken_Baowang
22
28 Editor: Frank Veken_Baowang
电压
开路电压 电池在开路状态下的端电压称为开路电 压。电池的开路电压等于电池的正极的还原 电极电势与负极电极电势之差。 工作电压 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。
36 Editor: Frank Veken_Baowang
其他信息
《锂离子电池》 《化学电源》 《理论电化学》 《电池》 《电源技术》 网站： 中国电池在线（www.chinabattery.com） BYD （www.byd.com.cn) 电池网主页（www.batterypub.com）
37 Editor: Frank Veken_Baowang
31 Editor: Frank Veken_Baowang
放电平台
锂离子电池完全充电后，放电至3.6V时 的容量记为C1，放电至3.0V时的容量记 为C0，C1/C0称为该电池之放电平台 行业标准1C放电平台为70%以上，我们 1C 70% 现在可以作到83%-85% 放电平台对手机电池使用效果影响最大， 关系到手机通话的声音清晰度
5 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池特点
高能量密度 高工作电压 长循环寿命 电化学特性稳定 荷电保持能力强 无污染 无记忆效应
6 Editor: Frank Veken_Baowang
应用领域
Li-ion Battery
7 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池结构——电解液 锂离子电池结构——电解液
性质：
无色透明液体，具有较强吸湿性。
应用：
主要用于可充电锂离子电池的电解液，只 能在干燥环境下使用操作（如环境水分小 于20ppm的手套箱内）。
规格：
溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比） LiPF6浓度 1mol/l
质量指标：
密度（25℃）g/cm3 1.23±0.03 水分（卡尔费休法） ≤20ppm 游离酸（以HF计） ≤50ppm 电导率（25℃） 10.4±0.5 ms／cm
15 Editor: Frank Veken_Baowang
液态锂离子电池生产工艺流程
配料
拉浆
裁片
制片
化成
注液
激光焊
卷绕
检测包装
16 Editor: Frank Veken_Baowang
配料工艺流程
正极 负极 负极干粉处理 正极干粉处理 负极筛粉 正极混干粉 负极搅拌 正极真空搅拌 负极筛浆料 正极筛浆料 负极真空搅拌 正极拉浆 负极拉浆
13 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池结构——隔膜 锂离子电池结构——隔膜
材质：单层PE（聚乙烯）或者 三层复合PP（聚丙烯） +PE+PP 厚度：单层一般为0.016～0.020mm 三层一般为0.020～0.025mm
14 Editor: Frank Veken_Baowang
30 Editor: Frank Veken_Baowang
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。
正极物质：钴酸锂+碳黑+PVDF
正极基体：铝箔（约0.020mm厚)
正极集流体：铝带（约0.1mm厚）
12 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池结构——负极 锂离子电池结构——负极
负极集流体：镍带（约0.07mm厚）
负极基体：铜箔（约0.015mm厚)
负极物质：石墨+CMC+SBR
33 Editor: Frank Veken_Baowang
记忆效应
记忆效应是针对镍镉电池而言的，由于传统工艺中 负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们 被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块 而使电池放电时形成次级放电平台。电池会储存这 一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点， 尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台 上。在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。 同样在每一次使用中，任何一次不完全的放电都将 加深这一效应，使电池的容量变得更低。 要消除这种效应，有两种方法，一是采用小电流深 度放电（如用0.1C放至0V）一是采用大电流充放电 （如1C）几次。 镍氢电池和锂离子电池均无记忆效应
锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池。 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 或LiXMnO2 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。 电解质为溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液。 在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象 的称为“摇椅电池”。 充电池时，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。
方（角）形锂离子电池结构图
9 Editor: Frank Veken_Baowang
圆柱形锂离子电池结构图
密封圈
隔膜 限流开关
绝缘垫
10
Editor: Frank Veken_Baowang
软包装锂离子电池结构图
11 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池结构——正极 锂离子电池结构——正极
29 Editor: Frank Veken_Baowang
内阻
电流通过电池内部时受到阻力，使电池的电压降低， 此阻力称为电池的内阻。 电池的内阻不是常数，在放电过程中随时间不断变化， 因为活性物质的组成、电解液浓度和温度都在不断地 改变。 电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括 电化学极化与浓差极化。内阻的存在，使电池放电时 的端电压低于电池电动势和开路电压，充电时端电压 高于电动势和开路电压。 欧姆电阻遵守欧姆定律；极化电阻随电流密度增加而 增大，但不是线性关系，常随电流密度的对数增大而 线性增大。
锂离子电池结构
正极 活性物质（LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-xO2) 导电剂、溶剂、粘合剂、基体 负极 活性物质（石墨、MCMB) 粘合剂、溶剂、基体 隔膜（PP+PE） 电解液（LiPF6 + DMC EC EMC) 外壳五金件（铝壳、盖板、极耳、绝缘片）
8 Editor: Frank Veken_Baowang
注液工艺流程
真空烘烤
注液
贴胶纸
称重
擦洗
套胶圈
23
化成
Editor: Frank Veken_Baowang
化成工艺流程
高温烘烤 压钢珠
清洗 化成 高温贮存 自检电压 铝镍复合片点焊 分容 测电压、贴不干胶，半成品入库
24 Editor: Frank Veken_Baowang
检测包装工艺流程
充电 全检电压
培训教程
锂离子电池基础知识
主讲：廖福宁 时间： 地点：豹王培训中心
1 Editor: Frank Veken_Baowang
教程大纲
电池分类（10min) 锂离子电池之电化学反应机理 (20min) 锂离子电池之应用领域（5min) 锂离子电池之结构(20min) (20min) 液态锂离子电池之工艺流程(30min) 液态锂离子电池之生产设备(15min) 锂离子电池之性能指标 (20min) 锂离子电池质量认证（10min)
放电 全检内阻
反充电 全检尺寸
清洗 装盒、包装
客户
25 Editor: Frank Veken_Baowang
液态锂离子电池生产所用设备
真空搅拌机 拉浆机（涂布机） 裁切机 辊压机 卷绕机 激光焊机 真空注液机 化成检测柜
26 Editor: Frank Veken_Baowang
液态锂离子电池性能
电池种类划分
一次电池 小型二次电池：镍镉、镍氢、锂离子 铅酸电池 动力电池 燃料电池 太阳能电池-地面光伏发电 其他新型电池
资料来源：D:\Veken\培训教程\电池种类.txt
3 Editor: Frank Veken_Baowang
什么叫锂离子电池？
4 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池电化学反应机理
正极反应：LiCoO2==== Li1-xCoO2 + xLi+ + xe负极反应： C + xLi+ + xe- === CLix 电池总反应： LiCoO2 + C ==== Li1-xCoO2 + CLix 放电时发生上述反应的 逆反应。
Editor: Frank Veken_Baowang
19
制片工艺流程
正极真空烘烤 负极真空烘烤
正极吸尘
负极片辊压
正极片辊压
负极焊极耳
正极焊极耳
负极贴胶纸
正极贴胶纸
负极冲压极耳
正极吸尘
负极吸尘
20
卷绕 Editor: Frank Veken_Baowang
卷绕
卷绕工艺流程
正、负极片 隔膜 套绝缘片并固定
32 Editor: Frank Veken_Baowang
自放电
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%，我们可以做到6%-8% 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
常规性能： 容量 电压 内阻 可靠性性能： 循环寿命 放电平台 自放电 贮存性能 高低温性能 安全性能 过充 短路 针刺 跌落 湿水 低压 振动
27 Editor: Frank Veken_Baowang
容量
电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容 量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安 时（Ah）或毫安时（mAh）。 电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。 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)。 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。 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。
34 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池质量认证
35 Editor: Frank Veken_Baowang
总结
电池是个比较复杂的电化学体系，涉及 到电化学、材料、机械、物理等学科 锂离子电池生产流程较长，每个质量控 制点都非常重要 大家可以根据自己工作岗位性质有针对 性的进行研究、讨论
17 Editor: Frank Veken_Baowang
拉浆工艺流程
正、负极浆料
送带
上浆
烘烤
收带
正、负极裁片
Editor: Frank Veken_Baowang
18
裁片工艺流程
正极裁大片 负极裁大片
正极划线刮粉
负极划线刮粉
正极片辊切
负极吸尘
正极称重分档
负极片辊切
负极称重分档 正极制片
负极制片
底部超声焊
入壳 配片 卷绕 隔膜裁剪 铝镍复合带 负、正极极耳点焊
离心入壳 测短路 压盖帽 压芯 测短路 贴底部胶纸 激光焊
Editor: Frank Veken_Baowang
21
激光焊工艺流程ห้องสมุดไป่ตู้
上夹具
激光焊接
全检内阻
全检气密性
称重分级
注液
Editor: Frank Veken_Baowang
22
28 Editor: Frank Veken_Baowang
电压
开路电压 电池在开路状态下的端电压称为开路电 压。电池的开路电压等于电池的正极的还原 电极电势与负极电极电势之差。 工作电压 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。
36 Editor: Frank Veken_Baowang
其他信息
《锂离子电池》 《化学电源》 《理论电化学》 《电池》 《电源技术》 网站： 中国电池在线（www.chinabattery.com） BYD （www.byd.com.cn) 电池网主页（www.batterypub.com）
37 Editor: Frank Veken_Baowang
31 Editor: Frank Veken_Baowang
放电平台
锂离子电池完全充电后，放电至3.6V时 的容量记为C1，放电至3.0V时的容量记 为C0，C1/C0称为该电池之放电平台 行业标准1C放电平台为70%以上，我们 1C 70% 现在可以作到83%-85% 放电平台对手机电池使用效果影响最大， 关系到手机通话的声音清晰度
5 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池特点
高能量密度 高工作电压 长循环寿命 电化学特性稳定 荷电保持能力强 无污染 无记忆效应
6 Editor: Frank Veken_Baowang
应用领域
Li-ion Battery
7 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池结构——电解液 锂离子电池结构——电解液
性质：
无色透明液体，具有较强吸湿性。
应用：
主要用于可充电锂离子电池的电解液，只 能在干燥环境下使用操作（如环境水分小 于20ppm的手套箱内）。
规格：
溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比） LiPF6浓度 1mol/l
质量指标：
密度（25℃）g/cm3 1.23±0.03 水分（卡尔费休法） ≤20ppm 游离酸（以HF计） ≤50ppm 电导率（25℃） 10.4±0.5 ms／cm
15 Editor: Frank Veken_Baowang
液态锂离子电池生产工艺流程
配料
拉浆
裁片
制片
化成
注液
激光焊
卷绕
检测包装
16 Editor: Frank Veken_Baowang
配料工艺流程
正极 负极 负极干粉处理 正极干粉处理 负极筛粉 正极混干粉 负极搅拌 正极真空搅拌 负极筛浆料 正极筛浆料 负极真空搅拌 正极拉浆 负极拉浆
13 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池结构——隔膜 锂离子电池结构——隔膜
材质：单层PE（聚乙烯）或者 三层复合PP（聚丙烯） +PE+PP 厚度：单层一般为0.016～0.020mm 三层一般为0.020～0.025mm
14 Editor: Frank Veken_Baowang
30 Editor: Frank Veken_Baowang
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。
正极物质：钴酸锂+碳黑+PVDF
正极基体：铝箔（约0.020mm厚)
正极集流体：铝带（约0.1mm厚）
12 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池结构——负极 锂离子电池结构——负极
负极集流体：镍带（约0.07mm厚）
负极基体：铜箔（约0.015mm厚)
负极物质：石墨+CMC+SBR
33 Editor: Frank Veken_Baowang
记忆效应
记忆效应是针对镍镉电池而言的，由于传统工艺中 负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们 被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块 而使电池放电时形成次级放电平台。电池会储存这 一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点， 尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台 上。在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。 同样在每一次使用中，任何一次不完全的放电都将 加深这一效应，使电池的容量变得更低。 要消除这种效应，有两种方法，一是采用小电流深 度放电（如用0.1C放至0V）一是采用大电流充放电 （如1C）几次。 镍氢电池和锂离子电池均无记忆效应
锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池。 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 或LiXMnO2 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。 电解质为溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液。 在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象 的称为“摇椅电池”。 充电池时，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。
方（角）形锂离子电池结构图
9 Editor: Frank Veken_Baowang
圆柱形锂离子电池结构图
密封圈
隔膜 限流开关
绝缘垫
10
Editor: Frank Veken_Baowang
软包装锂离子电池结构图
11 Editor: Frank Veken_Baowang
锂离子电池结构——正极 锂离子电池结构——正极
29 Editor: Frank Veken_Baowang
内阻
电流通过电池内部时受到阻力，使电池的电压降低， 此阻力称为电池的内阻。 电池的内阻不是常数，在放电过程中随时间不断变化， 因为活性物质的组成、电解液浓度和温度都在不断地 改变。 电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括 电化学极化与浓差极化。内阻的存在，使电池放电时 的端电压低于电池电动势和开路电压，充电时端电压 高于电动势和开路电压。 欧姆电阻遵守欧姆定律；极化电阻随电流密度增加而 增大，但不是线性关系，常随电流密度的对数增大而 线性增大。
锂离子电池结构
正极 活性物质（LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-xO2) 导电剂、溶剂、粘合剂、基体 负极 活性物质（石墨、MCMB) 粘合剂、溶剂、基体 隔膜（PP+PE） 电解液（LiPF6 + DMC EC EMC) 外壳五金件（铝壳、盖板、极耳、绝缘片）
8 Editor: Frank Veken_Baowang
注液工艺流程
真空烘烤
注液
贴胶纸
称重
擦洗
套胶圈
23
化成
Editor: Frank Veken_Baowang
化成工艺流程
高温烘烤 压钢珠
清洗 化成 高温贮存 自检电压 铝镍复合片点焊 分容 测电压、贴不干胶，半成品入库
24 Editor: Frank Veken_Baowang
检测包装工艺流程
充电 全检电压
培训教程
锂离子电池基础知识
主讲：廖福宁 时间： 地点：豹王培训中心
1 Editor: Frank Veken_Baowang
教程大纲
电池分类（10min) 锂离子电池之电化学反应机理 (20min) 锂离子电池之应用领域（5min) 锂离子电池之结构(20min) (20min) 液态锂离子电池之工艺流程(30min) 液态锂离子电池之生产设备(15min) 锂离子电池之性能指标 (20min) 锂离子电池质量认证（10min)
放电 全检内阻
反充电 全检尺寸
清洗 装盒、包装
客户
25 Editor: Frank Veken_Baowang
液态锂离子电池生产所用设备
真空搅拌机 拉浆机（涂布机） 裁切机 辊压机 卷绕机 激光焊机 真空注液机 化成检测柜
26 Editor: Frank Veken_Baowang
液态锂离子电池性能