锂电池的设计与研发课件

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锂离子电池 ppt课件

锂离子电池  ppt课件
类别 钴酸锂 锰酸锂 安全 比容量 循环寿 电压 材料 性能 mAh/ 命/次 平台 成本 g 差 较好 较好 很好 145 105 160 150 >500 > 500 >800 > 1500 目前,磷酸铁锂材料最适合制作大型动力电池,已成为世界各国竞相研究 和开发的重要方向。
ppt课件 7
所占成 本比重 40% 25%
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正极材料的要求
1. 具有较高的氧化还原电位,使
电池输出电压高 2. 可利用活性物质高,容量高 3. 充放电过程中,结构稳定 4. 氧化还原电位变化小 5. 化学稳定性好,与电解质反应 小 6. 较高的电子和离子导电率,大 电流充放电性能好 7. 价格便宜,对环境无污染
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几种正极材料应用优劣势比较
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聚合物锂离子电池
(1)固体聚合物电解质锂离子电池
(2)凝胶聚合物电解质锂离子电池 (3)聚合物正极材料的锂离子电池
由于用固体电解质代替了液体电解质 , 与液态锂离子电池 相比,聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任 意形状化等优点,也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的 问题,因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳,从而可以 提高整个电池的比容量;聚合物锂离子电池还可以采用高 分子作正极材料,其质量比能量将会比目前的液态锂离子 电池提高50%以上。
1.
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常见负极材料
电极电动势
比容量
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10
金属锂负极
由于锂在溶解沉积的过程中生成枝晶,导致电极的 表面积不断增大,新增加的表面由于生成 SEI 膜导 致与集体的接触不良,因此锂的溶解沉积效率较低。
充电前
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充电后
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锂电池的设计与研发介绍课件

锂电池的设计与研发介绍课件

优化电池管理系统
设计高效的电池管理系统,对电 池进行实时监控和调节,确保电 池的安全和长寿命使用。
环境适应性设计
耐高温和低温性能
提高电池在高温和低温环境下的适应性,确保电 池在不同温度下的正常工作。
抗振动和冲击能力
增强电池的抗振动和冲击能力,以确保在复杂环 境下电池的稳定性和安全性。
环保要求
选择无毒或低毒性的材料,减少电池在使用和废 弃过程中对环境的影响。
VS
随着技术的不断进步和应用领域的不 断拓展,锂电池的应用前景将更加广 泛。
市场前景与发展趋势
随着电动汽车和储能市场的不断扩大,锂电池市 场前景广阔。
未来,随着技术的不断进步和成本的降低,锂电 池的应用领域将进一步拓展,市场潜力巨大。
同时,随着环保意识的不断提高,锂电池作为一 种环保能源,将更加受到重视和支持。
电解液的制备
溶剂的选择
01
常用的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯等,选
择合适的溶剂对电解液的电导率和稳定性至关重要。
锂盐的选择
02
常用的锂盐包括LiPF6、LiBF4等,选择合适的锂盐能够提高电
解液的电导率、稳定性以及安全性。
纯化与除水
03
电解液中应去除杂质和水分,以提高电解液的电化学性能和稳
隔离和密封
确保电池内部组件的隔离 和密封,防止电解液泄漏 和外部环境对电池内部结 构的干扰。
热管理
设计有效的散热系统,确 保电池在工作过程中产生 的热量能够及时散发,防 止电池过热。
能量密度设计
选择高能量密度的电极材料
采用高能量密度的电极材料,如锂钴氧化物、锂镍锰氧化物等, 以提高电池的能量密度。
负极材料的性能决定了锂电池的首次 效率、循环寿命和安全性。

《锂离子电池》课件

《锂离子电池》课件

安全性能与环境影响
安全性能
锂离子电池的安全性能是其应用领域的重要考量因素。由于锂离子电池内部存在 可燃物质,不当使用或过充过放可能导致电池起火或爆炸。因此,提高锂离子电 池的安全性能是技术发展的重要方向。
环境影响
锂离子电池在使用和处理过程中可能对环境产生一定影响。主要包括废旧电池处 理问题、电解液泄漏和重金属元素释放等。因此,发展环保型的锂离子电池技术 也是当前的重要研究方向。
能量密度与功率密度
能量密度
锂离子电池的能量密度是指单位体积或质量所存储的电能,是衡量电池储能能 力的重要指标。提高能量密度是锂离子电池技术发展的重要方向。
功率密度
锂离子电池的功率密度是指单位体积或质量所输出的电能,是衡量电池快速充 放电能力的重要指标。提高功率密度有助于提升电动汽车等设备的加速性能和 响应速度。
为锂离子电池产业提供更广阔的发展空间。
06
锂离子电池的挑战与解决 方案
锂离子电池的安全问题与解决方案
总结词
锂离子电池的安全问题是当前面临的重要挑 战,包括过热、过充、短路等情况下的安全 隐患。
详细描述
为了解决锂离子电池的安全问题,需要采取 一系列措施,如改进电池设计、提高电池管 理系统智能化水平、加强生产工艺控制等。 此外,研发新型安全材料也是重要的研究方
工作原理
锂离子电池通过锂离子在正负极之间的迁移实现电能的储存和释放。充电时,锂离子从正极脱出,通过电解液和 隔膜迁移到负极并嵌入;放电时,锂离子从负极脱出,通过电解液和隔膜迁移到正极并嵌入,同时电子通过外电 路传递形成电流。
锂离子电池的种类
01
02
03
根据正极材料
钴酸锂、磷酸铁锂、三元 材料等。
根据用途

《锂电电池教程》课件

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循环寿命和自放电率
循环寿命
指电池在特定充放电条件下能够 维持性能的时间。循环寿命越长 ,电池的使用寿命就越长。
自放电率
指电池在不使用的情况下,电量 自行流失的速度。自放电率越低 ,电池的储存性能越好。
安全性能和环境适应性
安全性能
指电池在异常使用或发生故障时的安 全性。安全性能高的电池能够避免燃 烧、爆炸等危险情况的发生。
保养方法与建议
建议 尽量使用原装充电器或品牌充电器。
养成随用随充的习惯,避免长时间闲置不用。 避免将电池置于潮湿环境中。
常见问题与解决方案
常见问题 电池无法充电或充电缓慢。
电池续航时间明显缩短。
常见问题与解决方案
电池膨胀或漏液。 解决方案 检查充电器是否正常工作,如有问题及时更换。
常见问题与解决方案

04
锂电池的性能参数
Chapter
容量和能量密度
容量
指电池在特定条件下可以存储的电量,通常以mAh(毫安时)或Ah(安时) 为单位。容量越大,电池能够提供的电量就越多。
能量密度
指电池的能量与体积或重量的比值,单位为Wh/kg(瓦时每千克)或Wh/L(瓦 时每升)。能量密度越高,电池的体积和重量就越小,能够提供更长的续航里 程。
充电方式与注意事项
01
注意事项
02
03
04
避免过度充电或放电,这会缩 短电池寿命。
尽量使用原装充电器或与电池 匹配的充电器。
充电时避免潮湿环境。
保养方法与建议
保养方法 定期检查电池状况,如发现异常应及时处理。
避免将电池置于高温环境中,如阳光下或热车中。
保养方法与建议
• 避免电池受到强烈冲击或挤压。

《锂离子电池》课件

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指电池在特定条件下可以储存的电量,通常以毫安时(mAh)或安时(Ah)为 单位。
能量密度
表示电池每单位重量或体积所能储存的能量,单位为瓦时每千克(Wh/kg)或瓦 时每升(Wh/L)。
电池的循环寿命与自放电率
循环寿命
指电池在特定充放电条件下能够维持 性能参数的时间,通常以充放电循环 次数来表示。
自放电率
通过掺杂金属离子或进行表面改性 ,可以改善正极材料的电化学性能 和循环稳定性。
负极材料的制备
负极材料的选择
常用的负极材料包括石墨、硅基材料 、钛酸锂等,选择合适的负极材料对 电池性能至关重要。
表面处理与改性
通过表面涂覆、化学处理、物理气相 沉积等方法对负极材料进行改性,以 提高其电化学性能和循环稳定性。
装配工艺流程
电池的装配工艺流程包括正负极片的切割、涂布、碾压、制片、装 配等环节,每个环节都需要严格的质量控制和工艺参数的优化。
电池的性能测试
电池装配完成后需要进行性能测试,如电化学性能测试、安全性能测 试等,以确保电池的质量和可靠性。
04 锂离子电池的性能参数与 测试
电池的容量与能量密度
电池容量
合成方法
负极材料的合成方法与正极类似,也 有多种方法可供选择,如固相法、化 学气相沉积法、电化学沉积法等。
电解液的制备
电解液的组成
锂离子电池电解液主要由 有机溶剂、锂盐和其他添 加剂组成。
电解液的制备方法
电解液的制备方法包括直 接混合法、共沸精馏法、 离子交换法等。
电解液的性能要求
电解液需要具有良好的离 子导电性、化学稳定性、 电化学稳定性以及安全性 等。
表示电池在不使用情况下,电量自行 减少的速度,通常以每月电量减少的 百分比来表示。

《锂离子电池介绍》课件

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02
锂离子电池的组成
正极材料
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02
03
04
作用
正极材料是锂离子电池的重要 组成部分,主要负责存储和释
放能量。
常见种类
包括三元材料、钴酸锂、磷酸 铁锂等。
特点
具有较高的能量密度、循环寿 命长、自放电率低等特点。
应用
广泛应用于电动汽车、混合动 力汽车、手机、笔记本电脑等
领域。
负极材料
作用
负极材料是锂离子电池 的另一个重要组成部分 ,主要负责存储锂离子
VS
详细描述
电池组装通常在洁净的环境中进行,以确 保产品质量。组装过程包括将正负极片叠 放在一起,中间夹上隔膜,然后注入电解 液。最后,通过封装形成完整的电池。电 池的封装形式有多种,如圆柱形、扁平型 和棱柱形等。
电池测试
总结词
电池测试是确保电池性能和质量的重要环节 ,包括电性能测试、安全性能测试和循环寿 命测试等。
电极制备
总结词
电极制备是将正负极材料涂布在金属箔上,形成集流体和活 性物质的结构。
详细描述
电极制备过程中,首先将正负极材料与粘结剂混合,制成浆 料。然后,将浆料涂布在金属箔上,经过干燥和碾压,形成 电极片。电极片的质量直接影响电池的电化学性能和生产成 本。
电池组装
总结词
电池组装是将正负极片、隔膜和电解液 等组件组装在一起,形成完整的电池结 构。
回收与环保问题
总结词
锂离子电池回收和环保问题亟待解决
详细描述
锂离子电池中含有有毒有害物质,如钴、镍 等重金属和有机溶剂等。这些物质对环境和 人体健康造成潜在威胁。同时,锂离子电池 回收技术尚不成熟,回收率较低,也给环保
带来压力。

《锂电基础知识》课件

《锂电基础知识》课件
负极材料的选取需要考虑电池的充放电电压、容量、循 环寿命以及安全性等因素。
常用的负极材料包括石墨、钛酸锂、硅基负极等,它们 具有较高的容量和良好的循环稳定性。
未来负极材料的发展方向是高容量、高安全性和低成本 。
电解液
01
02
03
04
电解液是锂电池中传输离子的 媒介,它对电池的充放电性能
和安全性具有重要影响。
对温度敏感 锂电池对温度较为敏感,过高或 过低的温度都可能影响其性能和 使用寿命。
充电次数有限 锂电池的充电次数有限,一般约 为300-500次,相比之下,铅酸 电池的充电次数可以高达1000次 以上。
06
锂电池的未来发展
技术创新与突破
固态电池技术
固态电池采用固态电解质替代液 态电解质,具有更高的能量密度 和安全性,是未来锂电池技术的
其他领域
01
除了电动汽车和储能领域,锂电 池还广泛应用于电动自行车、无 人机、电子烟等其他领域。
02
这些领域对锂电池的能量密度、 安全性、循环寿命等性能要求较 高,因此需要不断提升锂电池的 技术水平和品质。
05
锂电池的优缺点
优点
能量密度高
锂电池的能量密度相对 较高,能够提供更长的
续航里程。
充电时间短
重要发展方向。
锂硫电池技术
锂硫电池使用硫作为正极材料, 具有高能量密度和低成本的优势 ,有望在动力电池领域得到广泛
应用。
快充技术
快充技术能够显著缩短充电时间 ,提高用户体验,是锂电池的重
要技术发展方向之一。
市场发展趋势与规模
电动汽车市场
随着电动汽车市场的不断扩大,锂电池的需求量将进一步增加,市 场规模将继续扩大。

锂电池的设计与研发培训教材(PPT 55张)

锂电池的设计与研发培训教材(PPT 55张)

负极材料 : 1 比容量高 2 比表面积小 振实高
3 结构稳定
4 可逆容量高 5 电位高 6 化学稳定性好, 7 环保 8 便宜
电解液
1 良好的化学稳定性与电池的正负极活性物质和集流体不发生化学
2 比较宽的电化学稳定窗口(电压)
3 较高的离子电导率,较低的电子电导率;
4 具有良好的成膜特性,在炭负极材料表面形成致密稳定的钝化膜
6尺寸要求
现在各类普通电子产品都趋向轻而薄的观念,比如:手机 MP3-MP4也是薄而轻,蓝牙耳机更是小。所以在电池的设 更要求我们开发一些克比容量高,压实高的新材料,来满 品的需要。
长循环 7循环性能 8 BMS(电源管理系统)的合理选用
作为锂电池,我们在使用时,必须选用合理的BMS来对电池 的保持,如:过充 过放,过流 短路 均衡 过温。好的BMS能 用寿命得以正常发挥。 9 成本
除了以上的考虑因素之外,成本也是在设计时重点为考虑的 系到设计出来的产品,客户所能接受的价格是否有利可赚! 低的成本,做出满足客户要求的产品。
除了利润 ,一切都 是假 的!!
常见锂电池的使用参数:
常见电池设计时不同的要求

现对常识、参数、材料以及设计思路都有了一定的了解,下一
际的尺寸工艺设计
尺寸设计
电池功能特点
一 比容量高 二 电压高
酸 镉 镍 锂 35 41 50-80 120-160 140-180 Wh/kg
三 体积小 重量轻(24V相当于市面上铅酸电池的1/7重量,36V电池重量仅3KG, 相当于市面上铅酸电
四 长循环
五 自放电小 六 无记忆效应
七 无污染 环保
铝镍带
1 过流密度大 2 不易氧化 3 与电池内部物质不发生化学反应

《锂电池培训》课件

《锂电池培训》课件
物理法
采用物理手段将原料经过球磨、高温烧结、还原和合成等步 骤制备成负极材料。
锂电池隔膜的制备技术
聚烯烃类隔膜
采用聚乙烯、聚丙烯等烯烃类 聚合物制备,具有较高的化学
稳定性。
聚酰胺类隔膜
采用聚酰胺类聚合物制备,具 有较高的机械强度和耐热性能

其他类型隔膜
采用其他类型的聚合物制备, 如聚酰亚胺、聚醚醚酮等,具 有较高的耐高温性能和化学稳
THANKS
谢谢您的观看
景。
03
锂电池生产工艺与技术
锂电池正极材料的制备技术
化学法
采用化学反应将原料通过溶解、混合、反应和结晶等步骤制备成正极材料。
物理法
采用物理手段将原料经过球磨、高温烧结、还原和合成等步骤制备成正极材料。
锂电池负极材料的制备技术
化学法
采用化学反应将原料通过溶解、混合、反应和结晶等步骤制 备成负极材料。
定性。
04
锂电池安全与环保问题
锂电池的安全使用和注意事项
了解锂电池的正确使用方法, 避免过充、过放和短路等不安
全操作。
熟悉锂电池的安全运输和存储 要求,避免高温、潮湿和挤压
等不良环境条件。
注意锂电池的废弃处理方式, 避免对环境和人体健康造成危
害。
锂电池的环保要求和解决方案
了解国家环保法规对锂电池生产和使用的环保要求。
全球锂电池市场现状和发展趋势
总结词:快速发展
详细描述:近年来,全球锂电池市场呈现出 快速发展的趋势,市场规模不断扩大,尤其 是在电动汽车、便携式电子设备等领域的广 泛应用,更是推动了锂电池市场的快速增长
。全球主要的锂电池生产商包括日本 Panasonic、韩国LG化学、美国特斯拉等。

《锂电电池教程》课件

《锂电电池教程》课件
《锂电电池教程》PPT课 件
# 锂电电池教程
锂电电池是一种当前广泛应用的新能源电池,具有很多优点,逐渐成为替代 传统电池的主流选择。
什么是锂电电池
锂电电池是一种可充电电池,采用锂离子作为电荷载体,通过充放电过程来 存储和释放能量。
它具有轻质、高电压、高能量密度等优点,广泛应用于移动设备、电动汽车 等领域。
2 内部电池结构与工作原理
锂电池通过正极、负极、电解质等部分来实现电池的充放电过程。
锂电池分类
按正极材料分类
锂铁磷酸盐电池、锰酸锂电池、 三元材料电池等。
按负极材料分类
石墨负极电池、硅负极电池、 锂金属负极电池等。
按电解质分类
液态电解质电池、聚合物电解 质电池、固态电解质电池等。
锂电池性能指标
容量
电池一次充满电能释放的能 量,一般以安时(Ah)计量。
电压
电池正极和负极之间的电势 差,一般以伏特(V)计量。
循环寿命
电池经过多少次充放电循环 后仍能保持正常功能。
安全性
电池使用过程中的安全性能,如防过充、防短 路等。
能量密度
单位体积或单位质量的电池存储能量,一般以 瓦时/升或瓦时/千克计量。
锂电池的使用与维护
1
放电注意事项
2
避免过度放电、避免温度过低、避免短
路等。
3
维护与保养
4
清洁电池表面、定期检查电池性能、更 新电池固件等。
充电注意事项
选择合适的充电器、避免过充、避免温 度过高等。
储存注意事项
存放在适当的环境中、定期充电、避免 长时间不充电等。
锂电池的未来与发展
新型材料与技术应用
不断推陈出新,提升电池性能, 延长电池寿命。

锂电池课件ppt

锂电池课件ppt
锂电池分类
根据正极材料的不同,锂电池主 要分为钴酸锂电池、三元锂电池 、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池等 。
锂电池的工作原理
充电过程
在充电过程中,锂离子从正极材料中 脱出,通过电解质和隔膜,嵌入负极 材料中。
放电过程
在放电过程中,锂离子从负极材料中 脱出,通过电解质和隔膜,回到正极 材料中。
锂电池的主要部件,锂离子电池用于平 衡电网、稳定电力、提供备用电源 等,提高电力系统的稳定性和可靠 性。
工业储能
在工业领域,锂离子电池用于平衡 电力系统、稳定电力、提供备用电 源等,提高工业生产的稳定性和可 靠性。
PART 04
锂电池的制造工艺
正极材料的制备工艺
原料准备与处理
将原料混合在一起,通过加热、搅拌等手段,合 成电解液。
质量检测与控制
对电解液进行质量检测,确保其具有合适的电化 学性能和稳定性。
电池的组装与检测
电极制备
将正极材料、负极材料、隔膜等组装成电极。
电池组装
将电极与电解质、电池壳等组装在一起,形成完整的电池。
质量检测与控制
对电池进行质量检测,确保其具有合适的电化学性能和安全性。
PART 02
锂电池的性能特点
能量密度与功率密度
能量密度
指电池单位体积或质量所容纳的电量,常以“Wh/cm³”或“Wh/kg”为单位 来衡量。
功率密度
指电池单位质量或体积所能输出的功率,常以“W/cm³”或“W/kg”为单位 来衡量。
循环寿命与自放电率
循环寿命
指电池在经历充放电循环后,能够维持其原有性能和容量的时间。一般来说,锂 离子电池的循环寿命较长,但会随着充放电次数的增加而逐渐衰减。
锂电池在过度充电时可能会发生爆炸或产生有害物质,因此需 避免长时间充电或过夜充电。

锂电池制造工艺培训(ppt40张)

锂电池制造工艺培训(ppt40张)
使电池芯叠层紧密,方便套壳
潜在问题
压力过大或过小—压力过大易导致电芯压坏短路,压力过小使
电芯压不到位,影响下步操作
电池培训教材
制程过程控制点—14
贴上下胶纸
避免电池芯和壳体或盖板间的短路
潜在问题
位置不当—在电池受外界震动或碰撞时不能完全避免电池的内
部短路,容易出现安全问题
电池培训教材
制程过程控制点—15
路或安全问题,正极活性物质被贴住会影响容量
电池培训教材
制程过程控制点—10
极片烘烤
除去极片中的水分
潜在问题
①温度过高—极片变脆,引起极片掉粉或电池短路,导致电池 自放电大甚至安全问题
②温度过低—极片除水不净,导致电池容量低、内阻不稳定、 循环差及尺寸异常
电池培训教材
制程过程控制点—11
卷绕
隔膜良好绝缘的基础上正负极良好地叠合
②恒压电压不准
a、电压偏高会导致电池过充,影响电池性能和分容准确度,极 端时可能出现爆炸
b、电压偏低会导致电池充电不足,影响电池分容的准确度
电池培训教材
制程过程控制点—30
储存
检测电池的自放电情况
潜在问题
温度对储存结果有影响
电池培训教材
制程过程控制点—31
抛光
清理电池表面
潜在问题
①抛光不良—影响电池的外观
②注液时与外界隔离效果差—容易导致电池内含水量增加,引
起电池容量低、内阻大、平台低及循环性差等问题
电池培训教材
制程过程控制点—26
储存
使电解液充分渗透
潜在问题
储存时环境控制不好—容易使电池吸水,引电池各项性能异常
电池培训教材
制程过程控制点—27

锂电池的设计与研发介绍

锂电池的设计与研发介绍
3、负极宽度,负极肯定比隔膜窄,可以是1mm,也可以是2mm,看你怎么留了,在此假 设2mm,那么负极宽度为42mm。(在做一些大型号电池时可适当加宽3-4mm)
4、负极包住正极,那么正极比负极窄,1-3mm,因为是小电池,我们选1mm,正极宽度 =44-1=43mm。
锂电池的设计与研发介绍
Ø 5、下面按照经验,假设正极双面密度=40.5mg/cm2,正极克容量140mAh/g,活 性物质比例94%;负极克容量320mAh/g,活性物质比例94%。安全系数=1.03 (也可以更高,1.1) 那么我们可以计算出:负极双面密度=40.5*140*94%/(320*94%) *1.05=18.45mg/cm2
锂电池的设计与研发介绍
• 第三部分:研发篇 一 目前研发的主要方向 二 电池研发成果的必要条件 三 研发实验的设计 四 实验报告的书写
锂电池的设计与研发介绍
第一部分 基础篇
Ø 一 锂电池基本结构、原理 电池的结构组成 (六大组成) 正极 负极 隔膜 铝镍带 电解液 壳体
锂电池的设计与研发介绍
Ø 电池原理:
Ø 17、根据不同的情况,进行相应的调整,
锂电池的设计与研发介绍
Ø 电池尺寸的设计,一般在电脑上编辑公式, 只需要输入相应的参数2-5分钟就可以得出 一份工艺。
锂电池的设计与研发介绍
•四 安全性能设计
Ø 电池的设计,一方面要满足电性能的要求,另一方面必须 满足安全性的要求,一个产品的安全性成为重中之重,那 么电池的不安全因素主要的表现是什么 ?那就是电池的: 爆炸 起火!我们常常听说哪儿的电池爆炸,伤人,电池 召回,电视新闻报到的也很多。就电池的安全设计从以下 几个方面来考虑:
锂电池的设计与研发介绍
Ø 13极耳宽度与厚度,小电池,极耳0.1*4mm基本就 够了

锂离子电池ppt课件.ppt

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由于他所作出的卓越贡献,他于1971年被电化学会授予青年作家奖, 于2004年被授予电池研究奖,并且被推举为会员。
病原体侵 入机体 ,消弱 机体防 御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
锂离子电池的产生
20世纪80年代末,日本Sony公司 提出者
病原体侵 入机体 ,消弱 机体防 御机能 ,破坏 机体内 环境的 相对稳 定性, 且在一 定部位 生长繁 殖,引 起不同 程度的 病理生 理过程
锂离子电池:炭材料锂电池 后来,日本索尼公司发明了以炭材料为负极,以含锂的化合物作正
极的锂电池,在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,这就 是锂离子电池。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成, 生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构, 它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂 离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用 电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正 极的锂离子越多,放电容量越高。 目前所说的锂离子电池通常为锂二次电池。
电池的容量
电池的容量有额定容量和实际容量 之分。锂离子电池规定在常温、恒流 (1C)、恒压(4.2V)控制的充电条件下, 充电3h、再以0.2C放电至2.75V时,所 放出的电量为其额定容量。 电池的实际 容量是指电池在一定的放电条件下所放 出的实际电量,主要受放电倍率和温度 的影响(故严格来讲,电池容量应指明 充放电条件)。
1.1977年,首次发现并提出石墨嵌锂化合物 作为二次电池的电极材料。在此基础上,于 1980年首次提出“摇椅式电池”(Rocking Chair Batteries)概念,成功解决了锂负 极材料的安全性问题。

锂离子电池与锂电池PPT课件

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答案D
【解析】A项,Li从零价升至正价,失去电子,作为 负极,正确;
B项,反应逆向进行时。反应物只有一种, 故化合价既有升,又有降,所以既发生氧化反应 又发生还原反应,正确;
C项,由于Li可以与水反应,故应为非水材 料,正确;
D项,原电池中阳离子应迁移至正极失电子, 故错。
(2009四川理综29)(15分)
正极的电极反应式为

• 答案.(15分)
• (1)为了防止亚铁化合物被氧化
• (2)CO
HO
• (3)Fe+H2PO4-+Li+2e-=LiFePO4+2H+
• (4)

NH3
(3分) (3分)
(3分)
• (5)FePO4+Li++e====LiFePO4
在正常充放电的情况下,锂离子在层状结构的碳材 料和层状结构氧化物的层间嵌入和脱出,一般只引起 层面间距变化,不破坏晶体结构,在充放电过程中, 负极材料的化学结构基本不变。因此,从充放电反应 的可逆性看,锂离子电池反应是一种理想的可逆反应。 所以二次锂离子电池被形象地称为“摇椅式电池”。
锂离子电池的电化学表达式:
13年课标1卷27.(15分)锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用。某锂离子电池正极材料有
。 钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-
==LixC6。现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)
((12))写LiC出o“O正2中极,碱C浸o元”中素发的生化反合应价的为离__子__方__程。式___2_A_1__+_2_0_H_-_+_6_H_2__O_=_=_2。Al(OH)4-+3H2↑ (3)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式
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锂电池的设计与研发
主要内容
第一部分:基础篇 一 电池基本结构、原理 二 电池种类 三 电池功能特点 四 电池的用途 五 电池的常用术语
第二部分:设计篇
一 电池设计相关参数 二 设计思路 三 尺寸设计 四 安全性能设计
第三部分:研发篇 一 目前研发的主要方向 二 电池研发成果的必要条件 三 研发实验的设计 四 实验报告的书写
电池功能特点
一 比容量高 酸 镉 镍 锂 35 41 50-80 120-160 140-180 Wh/kg 二 电压高 三 体积小 重量轻(24V相当于市面上铅酸电池的1/7重量,36V电池重量仅3KG, 相当于市面上铅酸电池的1/6重量. ) 四 长循环 五 自放电小 六 无记忆效应 七 无污染 环保
压 中值电压 平均电压)
3 内阻 (极化内阻 欧姆内阻 静态内阻 动态内阻 )
4 恒流充电 5 恒流放电 6 搁置 7 循环 8 活化 9 化成 10 分容 11 自放电
12 放电率
13 荷保持 14 记忆效应 15 放电电流 16 贮存寿命 17 过充 18 过放 19 短路 20自放电 21 倍率
负极材料 :
1 比容量高 2 比表面积小 振实高 3 结构稳定 4 可逆容量高 5 电位高 6 化学稳定性好, 7 环保 8 便宜
电解液
1 良好的化学稳定性与电池的正负极活性物质和集流体不发生化学反应; 2 比较宽的电化学稳定窗口(电压) 3 较高的离子电导率,较低的电子电导率; 4 具有良好的成膜特性,在炭负极材料表面形成致密稳定的钝化膜; 5 合适的温度范围(高沸点一低熔点); 6 安全低毒,无环境污染。 7 便宜
铜铝箔厚度*宽度:mm*mm 辊压厚度:mm 卷针宽:mm 正负极容量比:%
工艺设计
主体材料的选用:
正极材料:四高 三稳 一保 一低价
1 比容量高 2 电压高 3 可逆容量高 4 扩散率高 5 平台稳 6 结构稳定 7 化学稳定 8 环保 9 便宜
电池的设计,最基本 的就是要对所用的材 料要求及性能必须了 解
第一部分 基础篇
一 锂电池基本结构、原理 电池的结构组成 (六大组成) 正极 负极 隔膜 铝镍带 电解液 壳体
电池原理:
锂电池种类
根据材料分:钴系 锰系 铁系电池 根据壳体分:钢壳 铝壳 软包电池 根据功能分:常规 倍率 动力电池 根据使用环境分:低温 高温电池 根据形状分:方形 圆柱 其他:折叠 弯曲 异型
4 使用环境
电池在不同的使用环境中,性能的发挥有很大的影响,比高温 70℃与低温-20℃放出的容量有很大的差距。所以在设计时根据使 用环境来选择所需的材料(正极料 电解液等)
5 工作时峰值与持续电流
用电器在不同的工作时间,输出电流有所不同,因此就得根据 不同的电流值来选用材料,比如:放电电流大的电池,我们在 设计时,就得考虑面密度大小 ,电解液种类,极耳数量 ,点 焊点的数量,极耳种类,引线的过流等等。
第二部分:设计篇
设计的目的:满足客户的要求! 客户的常见要求有哪些?
容量 电压 内阻 尺寸 平台 循环
一 电池设计相关参数:
型号:电池外壳的尺寸 433450A 容量:电池的1C的放电容量 800 mAh 面密度:单位面积的敷料重量 42mg/cm2 克容量 :单位重量的活性物质释放的容量值 142mAh/g 压实密度:单位体积的敷料重量 3.8g/cm3 铝镍带宽:mm 隔膜厚度:mm
6尺寸要求
现在各类普通电子产品都趋向轻而薄的观念,比如:手机超薄 MP3-MP4也是薄而轻,蓝牙耳机更是小。所以在电池的设计上 更要求我们开发一些克比容量高,压实高的新材料,来满足产 品的需要。
长循环
Байду номын сангаас循环性能
8 BMS(电源管理系统)的合理选用
作为锂电池,我们在使用时,必须选用合理的BMS来对电池进行一系列 的保持,如:过充 过放,过流 短路 均衡 过温。好的BMS能使电池的使 用寿命得以正常发挥。
2 容量(功率)
即能够支持电器设备一次持续工作的时间要求,比如:手机要求 一次充电,能使用三天,航模 玩具飞机一次能飞3分钟等。
3 平台要求
电池一次放电 某一电压值以上持续放电的时间,比如:手机电池 放电 到3.6V后,自动关机 ,就要求我们的电池3.6V电压平台的 时间越长越好,在选用正极材料时,会根据材料的特性来满足这 一要求。
工艺设计思路
电池的设计,最重要的是能符合客户的要求,针对不同的用途, 功能,设计出相应的电池。目前常见的电子产品有:蓝牙耳 机 MP3-MP4 普通手机 3G手机 笔记本 航模 玩具 电动工 具 电动自行车 。对于不同的产品,在其电池的设计上我们 可以从几个方面来考虑:
1 安全 无论是用于那方面的电池,首当其充是的安全,确 保电池在使用和储存过程中的安全,不高热不起火不爆炸。 高热烫伤,起火烧伤,爆炸更危险!! 。
电池的用途
移动电话、MP3 MP4 蓝牙 笔记本电脑、小型摄像机、电动工具 电 动车、UPS备用电源,军事用途等等.
凡是能用电的设备基本上都能用上!!
锂电池的常用术语
1 容量 (放电容量 充电容量 额定容量 设计容量 标称容量 平台容
量)
2 电压 (标称电压 开路电压 闭路电压 平台电压 上限电压 截止电
9 成本
除了以上的考虑因素之外,成本也是在设计时重点为考虑的,因为这关 系到设计出来的产品,客户所能接受的价格是否有利可赚!!!!用最 低的成本,做出满足客户要求的产品。
除了利润 ,一切都 是假 的!!
常见锂电池的使用参数:
常见电池设计时不同的要求
现对常识、参数、材料以及设计思路都有了一定的了解,下一步进行实 际的尺寸工艺设计
隔膜
1 化学、电化学稳定性 2 机械性能(刺穿 拉伸) 3 反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性, 4 隔膜材料与电极之间的界面相容性、 5 隔膜对电解质的保持性 6 闭孔温度低(120-135) 7 熔点要高(大于165)
铝镍带
1 过流密度大 2 不易氧化 3 与电池内部物质不发生化学反应
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