铝壳方型锂离子电池厚度分析ppt课件
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锂离子电池隔膜基础知识ppt课件
(2)化学稳定性。隔膜在电解液中应当
隔 膜 特 性 之 理 化 性 能
保持长期的稳定性，在强氧化发应。 和强还原的条件下，不与电解液和 电极物质隔膜的化学稳定性是通过 测定耐电解液腐蚀能力和胀缩率来 评价的。 (3)热稳定性。电池在充放电过程中会 释放热量，尤其在短路或过充电的 时候，会有大量热量放出。因此， 当温度升高的时候，隔膜应当保持 原来的完整性和一定的机械强度， 继续起到正负电极的隔离作用，防 止短路的发生。
微 孔 膜 结 构 关与 系性 能 之 间 的
2.自动关断保护性能是锂离子电池隔膜的一 种安全保护性能，是锂离子电池限制温度 升高及防止短路的有效方法。隔膜的闭孔 温度和熔融破裂温度是该性能的主要参数 。闭孔温度是指外部短路或非正常大电流 通过时所产生的热量使隔膜微孔闭塞时的 温度。熔融破裂温度是指将隔膜加热，当 温度超过试样熔点使试样发生破裂时的温 度。由于电池短路使电池内部温度升高， 当电池隔离膜温度到达闭孔温度时微孔闭 塞阻断电流通过，但热惯性会使温度进一 步上升，有可能达到熔融破裂温度而造成 隔膜破裂，电池短路。因此，闭孔温度和 熔融破裂温度相差越大越好，此时电池的 安全性越好。
隔膜是一种具有纳米级微孔的 高分子功能材料。也叫电池隔 膜、隔膜纸、多孔膜、离子交 换膜、分离膜、离子渗透膜等。 生产方法：湿法、干法（单项 拉伸、吹膜法、双向拉伸）
隔 膜 及 制 法 介 绍
湿 法 介 绍
湿法也叫热致相分离法（TIPS）,或 者溶剂萃取成孔法，其化学原理是 相分离。 基本过程是指在高温下将 聚合物溶于高沸点、低挥发性的溶 剂中形成均相液，然后降温冷却， 导致溶液产生液－固相分离或液－ 液相分离，再选用挥发性试剂将高 沸点溶剂萃取出来，经过干燥获得 一定结构形状的高分子微孔膜。 湿法生产的特点是产品均匀性好， 安全性好 ，机械性能良好，孔曲折 度高。
锂离子电池设计
Pocket 内坑宽度= 电芯最大宽度- 折边空间（一般双折边为2.0，单折边为1.5）
Pocket 内坑深度(＜5.05mm，单坑；＞5.05mm，双坑)= (电芯平均厚度 - 2*铝塑膜厚度)/1.08
隔离膜宽度
隔膜宽度= pocket内坑长度+0.5~0.6mm
顶封区
倒角0.6
阳极 隔离膜
数据比较：
Source
SS-FSN-1 BTR-818
Particle Size (D10)(μm)
6.7
10.8
Particle Size (D50)(μm)
14.5
18.0
Physical Particle Size (D90)(μm)
28.9
29.8
BET (m2/g)
1.23
1.39
Design density (g/cm3)
Length
Width
58.53
32.00
菱形卷针示意图
Input information
Width margin 0.85
T1
1.2
T2
0.8
Swelling
1.08
Angle (α)
10
LS
3.0
LS（ min)
2.7
Rhombic mandrel
Single piece width
Complex width
电芯设计原则
安全
Cell balance Overhang
超越客户期望
材料和配方的选取 工序控制
电芯设计思路
客户规格(T、L、W、Cap) Pocket内坑尺寸(L、W) 隔膜宽度(W) 正负极极片宽度(W) 卷针尺寸 正负极极片尺寸(L)
Pocket 内坑深度(＜5.05mm，单坑；＞5.05mm，双坑)= (电芯平均厚度 - 2*铝塑膜厚度)/1.08
隔离膜宽度
隔膜宽度= pocket内坑长度+0.5~0.6mm
顶封区
倒角0.6
阳极 隔离膜
数据比较：
Source
SS-FSN-1 BTR-818
Particle Size (D10)(μm)
6.7
10.8
Particle Size (D50)(μm)
14.5
18.0
Physical Particle Size (D90)(μm)
28.9
29.8
BET (m2/g)
1.23
1.39
Design density (g/cm3)
Length
Width
58.53
32.00
菱形卷针示意图
Input information
Width margin 0.85
T1
1.2
T2
0.8
Swelling
1.08
Angle (α)
10
LS
3.0
LS（ min)
2.7
Rhombic mandrel
Single piece width
Complex width
电芯设计原则
安全
Cell balance Overhang
超越客户期望
材料和配方的选取 工序控制
电芯设计思路
客户规格(T、L、W、Cap) Pocket内坑尺寸(L、W) 隔膜宽度(W) 正负极极片宽度(W) 卷针尺寸 正负极极片尺寸(L)
《锂离子电池》课件
隔膜
隔膜
要求
位于正负极之间，起到隔离正负极并允许 锂离子通过的作用。
隔膜需具有足够的机械强度、化学稳定性 好、孔径合适等特点。
功能
发展趋势
隔膜的性能对电池的安全性、内阻和循环 寿命具有重要影响。
开发新型隔膜材料以提高电池性能和安全 性是未来的研究方向。
03
锂离子电池的充放电性 能
充放电曲线
充放电曲线
容量与能量密度的影响因素
分析影响锂离子电池容量和能量密度的因素，如电极材料 、电解质等。
04
锂离子电池的安全性能 与维护
锂离子电池的安全问题
过充
当电池充电过度时，正极材料会 释放出氧气，通过电解液与负极 发生反应，导致电池内部温度和 压力升高，可能引发燃烧或爆炸
。
过放
过度放电会导致负极过渡金属锂 形成锂枝晶，刺穿隔膜，造成电 池短路，可能引发燃烧或爆炸。
温度过高
在高温环境下，锂离子电池内部 的化学反应速率会增加，可能导 致电池内部温度升高，引发燃烧
或爆炸。
锂离子电池的安全防护措施
01
02
03
安装保护电路
保护电路可以防止电池过 充和过放，避免电池内部 温度和压力升高。
使用安全材料
选用安全系数高的正负极 材料、电解液和隔膜等材 料，提高电池的安全性能 。
控制使用温度
避免在高温环境下使用锂 离子电池，可以降低电池 内部温度升高的风险。
锂离子电池的保养与维护
定期检查
定期检查电池的外观、电 压和电流等参数，及时发 现和处理问题。
控制充电次数
避免频繁充电和放电，按 照厂家推荐的充电次数进 行充电。
储存环境
锂离子电池应存放在干燥 、阴凉、通风良好的地方 ，避免阳光直射和高温环 境。
铝壳锂离子电池设计
铝壳锂离子电池设计一、铝壳锂离子电池设计的内容铝壳锂离子电池设计包括：1、五金设计2、电芯设计五金设计包括：1、铝壳尺寸设计2、盖帽尺寸设计电芯设计包括：1卷针尺寸设计2、极片尺寸设计3、隔膜尺寸设计4、正负极负料设计5、刮粉位、留粉位尺寸确定6、极耳尺寸设计7、注液量设计8、其他辅助设计：胶纸尺寸等。
二、五金件设计1、电池尺寸参数厚度Hο、宽度Wο\高度Lο2、铝壳尺寸设计1.1铝壳尺寸参数：外厚H外、外宽W外、外高L外、正壁厚、侧壁厚、底厚、内厚H内、内宽W内、内高L内1.2铝壳尺寸参数设计：H外=H0-（0.2～0.4）mm；W外=W0-（0.2~0.3）mm；L外=L0-（1.0~1.5）mm；正壁厚=（0.2~0.4）mm；侧壁厚=（0.3~0.4）mm；底厚=（0.5~0.6）mm。
H内=H外-2*正壁厚；W内=W外-2*侧壁厚；L内=L外-底厚1.3盖帽尺寸参数：长度、宽度、厚度、铆钉位置、铆钉尺寸、边缘、连接片宽度、连接片长度、密封圈尺寸等。
1.4盖帽尺寸参数设计（主要由结构工程师根据铝壳尺寸完成）三、电芯参数设计1、卷针设计1.1方卷针厚度=（1.5~2.0）mm；1.2方卷针宽度≈壳内宽-壳内厚-卷针厚度-C（经验系数，C＞0）；1.3壳内厚≈卷芯、厚度1.4圆卷针与方卷针换算：方卷针宽度=（圆卷针直径*π-2*方卷针厚度）/2+C（经验系数）2、隔膜纸尺寸设计2.1 隔膜纸宽度=壳内高-（2~2.5）mm=电池高度-（3.5~4）2.2 隔膜纸长度=2*负极片长度+（16~25）mm（使用圆卷针时此值要大于使用方卷针）2.3 隔膜纸厚度（根据实际情况要求决定）3、极片尺寸设计3.1 负极片宽度=隔膜纸宽度-2mm正极片宽度=负极片宽度-（1~2）mm3.2 正极片长度=正极片折数*正极片平均折长（试卷，可建公式近似计算）负极片长度=负极片折数*负极片平均折长（试卷，可建公式近似计算）3.3正极片折数≈壳内厚/（0.33~0.35）负极片折数=正极片折数-13.4正极片厚度=铝箔厚度+附料厚度=铝箔厚度+（面密度/压实密度）负极片厚度=铜箔厚度+附料厚度=铜箔厚度+（面密度/压实密度）4、面密度设计正极面密度=（正极附料量-（0.05~0.1）g/【正极片长度-1/2*（刮粉位之和）】≈（41~46）mg/cm²负极面密度=正极面密度*正极克容量*正极活性物含量*（1.025~1.045）/(负极克容量*负极活性物含量)≈﹙18~21﹚mg/cm²5、附料量设计正极附料量=标称容量*（1.035~1.065）/正极克容量/正极活性物含量6、极耳尺寸设计极耳宽度=（3~5）mm；正极耳长度≈负极片宽度+电池厚度-C1（经验系数，可建公式近似计算）负极耳长度≈负极片宽度+电池厚度-C2（经验系数，可建公式近似计算）7、刮粉位、留粉位尺寸确定正极：A=正极耳宽度+（0~0.5）B≈方卷针宽度-A-1/2*CC=2*F（负极）+（6~10）mm负极：E=负极耳宽度F=E+2mm8、注液量设计注液量=电池设计容量/（310~320）四、电芯设计需要注意的几个问题1、电芯厚度1.1套壳时电芯厚度=（正极厚度+负极厚度+隔膜厚度）*空隙率系数+0.1mm正极厚度=正极片辊压厚度+烘烤反弹厚度）*（正极片折数-1）+铝箔厚度隔膜厚度=隔膜规格厚度*负极片折数*21.2正面套壳空间正面套壳空间=铝壳内厚-套壳时电芯厚度≥01.3侧面套壳空间侧面套壳空间=壳内宽—卷针宽度—卷针厚度—套壳时电芯厚度=（0~1）mm2、电池厚度2.1 设计电池厚度=（正极厚度+负极厚度+隔膜厚度）*空隙率系数+2*壳正壁厚正极厚度=（正极片辊压厚度+分容后反弹厚度）*（正极片折数-1）+铝箔厚度负极厚度=（负极片面密度/分容后压实密度）*负极片折数+铜箔厚度隔膜厚度=隔膜规格厚度*负极片折数*22.2 电池厚度空间电池厚度空间=电池厚度规格上限-设计电池厚度=（0.2~0.5）mm3、电池空隙率3.1 电池空隙率=（铝壳内部空间-正极所占空间-负极所占空间-铜箔铝箔所占空间-隔膜纸所占空间）/铝壳内部空间铝壳内部空间=壳内高*壳内宽*壳内厚正极所占空间=正极附料量/正极真实密度负极所占空间=负极料量/负极实密度铜箔所占空间=铜箔长度*铜箔宽度*铜箔厚度铝箔所占空间=铝箔长度*铝箔宽度*铝箔厚度隔膜纸所占空间=隔膜纸长度*隔膜纸宽度*隔膜纸厚度3.2 注液系数注液系数=注液量/电解液密度/（铝壳内部空间*电池空隙率）≈（0.7~0.9）。
锂离子电池基础知识新ppt课件.ppt
锂离子电池的充放电制式
❖ 充电制式：恒流充电 恒压充电 ❖ 放电制式：恒流放电 恒阻放电
锂离子电池的充放电曲线图
锂离子电池的优缺点
❖ 优点： ❖ 开路电压高，单体电池电压在3.6～3.8V ❖ 比能量高 ❖ 循环寿命长，自放电小 ❖ 无记忆性，可随时充放电，对环境污染小 ❖ 缺点： ❖ 过充放电保护问题 ❖ 电池成本高 ❖ 大电流放电性能不好， ❖ 电解液是有机溶剂的锂盐溶液，一旦漏液会引起起火，爆炸
聚合物锂离子电池
❖ 作为第三代锂离子电池 的聚合物锂电，有什么 特点和优势，下面我们 来简单的介绍一下
1.聚合物锂离子电池前景
❖ 随着便携式电子产品的应用越来越广、市场需求越 来越多，锂电池的需求量也随之增加。基于如此广 阔的市场，世界各大电池公司为了在这个市场领域 中取得领先的地位，无不致力于开发具有更高能量 密度、小型化、薄型化、轻量化、高安全性、长循 环寿命与低成本的新型电池。其中，聚合物锂离子 (Lithium ion polymer)电池因为具有上述各项优点， 更是各家厂商致力研发的目标。聚合物锂离子电池 基于安全、轻薄等特性，符合便携、移动产品的要 求，因此，在未来2～3年内，聚合物锂电池取代锂 离子电池市场的份额将达50％，被称为21世纪移动 设备的最佳电源解决方案。
电池类型 ( 特 性)
安全性能
几种充电电池性能比较
铅酸电池
镍镉电池
镍氢电池液态锂电池 Nhomakorabea聚合物锂电池
好
好
好
一般
优秀
工作电压 (V)
重量能量比 (Wh/Kg) 体积能量比 (Wh/1) 循环寿命
工作温度 (℃)
2 35
80
300 0～ 60
铝壳电池生产培训教材PPT(共 33张)
铝壳电池生产 培训
铝壳电池生产培训
了解什么是锂离子电池 应用领域 一些常规概念 铝壳电池及构造 铝壳电池生产流程 铝壳电池电池各工序生产模型图及作业要点
了解什么是锂离子电池
什么是铝壳电池
523450-1000mah电池是锂离子电池的一种， 其中52表示厚度为5.2mm，34表示宽度为 34mm，50表示高度50mm。
概念
什么是电池内阻？ 表示方法：IR 是指电池在工作时，电流流过电池内部所受 到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组 成。电池内阻大，会导致电池放电工作电压 降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池 的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。 是衡量电池性能的一个重要参数。注：一般 以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用 专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测 量。
出时间要重新烘烤，且在有效范围内。
2
胶液配置 搅拌时间、配比严格按照电池工艺标准执行。
3
搅拌工艺 加料顺序、搅拌速度、时间、循环水温度严格按照
电池工艺标准
4
浆料粘度、 1. 浆料粘度、固含量按照工艺标准进行检验控制。
固含量、外观 2. 浆料外观要求：黑色均匀粘稠状、流动性好、
无果冻状、沉淀、杂质、大颗粒。
5
浆料过筛 1. 浆料过100目筛网后方可转入下工序。
2. 筛网清洁无破损，无干料堵塞网孔。
6 电子秤稳定性 用20KG砝码每天校准一次。
7
抽真空要求 真空度为-（0.085-0.1）Mpa。
8
配料结束 及时进行残留物清理：罐内洁净、无污物、杂物。
涂布
涂布工序要点
骤 来料确认
沉淀、杂质、大颗粒.
5
浆料过筛 1、筛网150目2、筛网清洁无破损，无干料堵塞网孔等现象
铝壳电池生产培训
了解什么是锂离子电池 应用领域 一些常规概念 铝壳电池及构造 铝壳电池生产流程 铝壳电池电池各工序生产模型图及作业要点
了解什么是锂离子电池
什么是铝壳电池
523450-1000mah电池是锂离子电池的一种， 其中52表示厚度为5.2mm，34表示宽度为 34mm，50表示高度50mm。
概念
什么是电池内阻？ 表示方法：IR 是指电池在工作时，电流流过电池内部所受 到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组 成。电池内阻大，会导致电池放电工作电压 降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池 的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。 是衡量电池性能的一个重要参数。注：一般 以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用 专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测 量。
出时间要重新烘烤，且在有效范围内。
2
胶液配置 搅拌时间、配比严格按照电池工艺标准执行。
3
搅拌工艺 加料顺序、搅拌速度、时间、循环水温度严格按照
电池工艺标准
4
浆料粘度、 1. 浆料粘度、固含量按照工艺标准进行检验控制。
固含量、外观 2. 浆料外观要求：黑色均匀粘稠状、流动性好、
无果冻状、沉淀、杂质、大颗粒。
5
浆料过筛 1. 浆料过100目筛网后方可转入下工序。
2. 筛网清洁无破损，无干料堵塞网孔。
6 电子秤稳定性 用20KG砝码每天校准一次。
7
抽真空要求 真空度为-（0.085-0.1）Mpa。
8
配料结束 及时进行残留物清理：罐内洁净、无污物、杂物。
涂布
涂布工序要点
骤 来料确认
沉淀、杂质、大颗粒.
5
浆料过筛 1、筛网150目2、筛网清洁无破损，无干料堵塞网孔等现象
锂离子电池知识培训ppt课件
3
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
一.（2）锂离子电池定义及原理图
锂离子电池是一种充电电池，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。
镍氢电池
14
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
镍镉 ，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
锂离子电池容易与下面两种电 池混淆：
❖
（1）锂电池：存在锂单质。
❖
（2）锂离子聚合物电池：
用多聚物取代液态有机溶剂。
4
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
一.（3）电池的分类 从电池的使用上分：
一次电池：是只能一次性使用的电池， 如：碱性电池、碳性电池、钮扣电池。 二次电池：是可反复使用的电池。如： 镍镉（Nicd）、镍氢（Nimh）、铅 酸、锂离子可充电池（Li-ion）。
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
一.电池的基本知识
2
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
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
一.（2）锂离子电池定义及原理图
锂离子电池是一种充电电池，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。
镍氢电池
14
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
镍镉 ，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
锂离子电池容易与下面两种电 池混淆：
❖
（1）锂电池：存在锂单质。
❖
（2）锂离子聚合物电池：
用多聚物取代液态有机溶剂。
4
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
一.（3）电池的分类 从电池的使用上分：
一次电池：是只能一次性使用的电池， 如：碱性电池、碳性电池、钮扣电池。 二次电池：是可反复使用的电池。如： 镍镉（Nicd）、镍氢（Nimh）、铅 酸、锂离子可充电池（Li-ion）。
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
一.电池的基本知识
2
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
锂离子电池教学讲座PPT
存储注意事项
日常维护保养方法
常见故障分析与处理
无法充电
检查充电器和连接线是否正常，尝试更换充电线或充电器；如果问题仍然存在，可能需要更换电池。
续航时间变短
可能是由于电池老化或损坏，需要更换新电池；也可能是由于使用不当导致电池性能下降，需要调整使用习惯。
电池膨胀变形
立即停止使用该电池，并寻求专业人员处理，以防止发生爆炸等安全事故。
锂离子电池与其他电池的比较
锂离子电池具有更高的能量密度和更长的寿命，同时对环境友好，而铅酸电池则存在重金属污染问题。
与铅酸电池比较
锂离子电池的能量密度更高，充电速度更快，且对环境的影响较小，而镍镉电池则存在记忆效应和重金属污染问题。
与镍镉电池比较
05
CHAPTER
锂离子电池的发展趋势与未来展望
消费电子产品市场
市场发展前景与趋势
环保法规
随着环保意识的提高，各国政府对电池产业的环保法规将越来越严格，锂离子电池产业的发展需要符合环保要求，加强废弃电池的回收和再利用。
能源政策
政府能源政策的调整将影响锂离子电池市场的需求和发展，例如政府对电动汽车的补贴政策、对可再生能源的支持政策等。
政策法规对锂离子电池产业的影响
定义与工作原理
根据正极材料的不同，锂离子电池可分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池等。
种类
锂离子电池具有高能量密度、长寿命、自放电率低、无记忆效应等优点，但也存在对温度敏感、成本高等缺点。
特点
锂离子电池的种类与特点
手机、平板电脑、笔记本电脑等。
移动设备
电动汽车与混合动力汽车
储能系统
其他领域
锂离子电池具有高能量密度和长寿命等特点，成为电动汽车和混合动力汽车的主要动力源。
日常维护保养方法
常见故障分析与处理
无法充电
检查充电器和连接线是否正常，尝试更换充电线或充电器；如果问题仍然存在，可能需要更换电池。
续航时间变短
可能是由于电池老化或损坏，需要更换新电池；也可能是由于使用不当导致电池性能下降，需要调整使用习惯。
电池膨胀变形
立即停止使用该电池，并寻求专业人员处理，以防止发生爆炸等安全事故。
锂离子电池与其他电池的比较
锂离子电池具有更高的能量密度和更长的寿命，同时对环境友好，而铅酸电池则存在重金属污染问题。
与铅酸电池比较
锂离子电池的能量密度更高，充电速度更快，且对环境的影响较小，而镍镉电池则存在记忆效应和重金属污染问题。
与镍镉电池比较
05
CHAPTER
锂离子电池的发展趋势与未来展望
消费电子产品市场
市场发展前景与趋势
环保法规
随着环保意识的提高，各国政府对电池产业的环保法规将越来越严格，锂离子电池产业的发展需要符合环保要求，加强废弃电池的回收和再利用。
能源政策
政府能源政策的调整将影响锂离子电池市场的需求和发展，例如政府对电动汽车的补贴政策、对可再生能源的支持政策等。
政策法规对锂离子电池产业的影响
定义与工作原理
根据正极材料的不同，锂离子电池可分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池等。
种类
锂离子电池具有高能量密度、长寿命、自放电率低、无记忆效应等优点，但也存在对温度敏感、成本高等缺点。
特点
锂离子电池的种类与特点
手机、平板电脑、笔记本电脑等。
移动设备
电动汽车与混合动力汽车
储能系统
其他领域
锂离子电池具有高能量密度和长寿命等特点，成为电动汽车和混合动力汽车的主要动力源。
《锂离子电池介绍》PPT课件
环境温度
充电电 流
试验过程
时间要求
结果要求
军工 轻工标准 QB/T25022000
按标准充满电后 完全放电态的电池
20 ℃ ± 5 ℃ 20℃ ± 5℃
04 科技部 863 电动车蓄电 按标准充满电，放 20℃ ± 5℃
池
1 小时后
国家标准 GB/T 18287-2000
按标准充满电后
20℃ ± 5℃
2 锂离子电池的原理和特性
锂离子电池的工作原理
电 极 反 应
2 锂离子电池的原理和特性
锂离子电池的工作原理
锂离子电池的额定电压为3.6V。电池充满时的电压（称 为终止充电电压）一般为4.2V；锂离子电池终止放电电压 为2.5V。如果锂离子电池在使用过程中电压已降到2.5V后 还继续使用，则称为过放电，对电池有损害。
锂离子电池知识
魏日兵
摘要
1 锂离子二次电池的概况 2 锂离子电池的原理和特性 3 锂离子电池的应用与发展前景 4 锂离子电池材料
1 锂离子二次电池的概况
锂是金属中最轻的元素，且标准电极电位为-3.045 V，是金 属元素中电位最负的一个元素。且锂离子可以在TiS2和 MoS2等嵌入化合物中嵌入或脱嵌。
0.2C 5A 0.2C 5A
直至保护电路起作用 可让保护电路起作用
无 12.5h
1C 1(A) 电压达到 5.0V
或充电 90min
3C 5 A 上限电压 10V ，
温度下降峰值 10 ℃ 后结束实 验
不爆炸、不燃烧 不爆炸、不燃烧 不爆炸、不燃烧
不爆炸、不燃烧
UL 标准
按标准充满电后
20℃ ± 5℃
锂离子电池的工作原理
以LiCoO2体系的锂离子二次电池为例说 明其工作原理。一般，锂离子二次电池是 由正极、电解液、隔膜以及负极构成。充 电时，正极中的锂离子从LiCoO2层状结 构中脱出，Co元素的化合价由＋Ⅲ升高 到＋Ⅳ，正极材料发生氧化反应，同时锂 离子经过电解液迁移到电池的负极，在负 极碳材料的层状结构内和碳化合生成 LiCX。电池在接上负载时，则两电极上 所发生的反应分别为充电时发生反应的逆 反应。隔膜位于正负反应电极之间，隔膜 可以透过离子，但却不允许电子透过，同 时当电池正负极发生一定程度的微短路时， 隔膜还起到阻断保护作用。
锂离子电池教学讲座PPT
差，高温下尤其明显。
制备工艺：制备简单，但通常需采用包覆或掺杂等手段来改善其高温性能。
总体评价：价格和安全性优势明显，但高温性能差，循环性能不理想，高温性能改善后在动力电池
有广阔应用前景。
2.8 ~ 4.3
单相结构
Ni2+/Ni3+/Ni4+ Co3+/Co4+
， 277
性能特点：实际比容量在160mAh/g左右（4.3V），较高的能量密度，相对于LiCoO2倍率性能大大 提高。
制备工艺：可以高温固相合成，但为了获得很好离子混排，需要较高的反应温度和较长的反应时间。
总体评价：综合了LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4的优点，并在一定程度上弥补了各自的不足，非常有 前途的正极材料。
2.5 ~ 4.0
3.4
Fe2+/Fe3+
165
性能特点：容量能达到140mAh/g以上，能量密度稍低，循环性能优异，进行炭包覆后倍率性能优异。
274
性能特点：实际比容量一般在140mAh/g左右，但倍率性能较差，耐过充性能差。
制备工艺：制备工艺简单，空气中高温固相法合成。
总体评价：工艺成熟，是目前市场主流产品，但价格高，安全性差，是小电池的正极首选，而在大
电池中难以胜任。
3.5* ~ 4.3
4.1；单相结构
Mn3+/Mn4+
148
性能特点：实际比容量一般为110mAh/g，倍率性能好，但电池中结构稳定性不好，循环性能相对较
电解质锂盐是提供锂离子的源泉保证电池在充放电循环过程中有足够的锂离子在正负极来回往返从而实现可逆循离子液体凝胶聚合状态液态液态准固态固态固态基体性质流动性流动性韧性韧性脆性li位置不固定不固定相对固定相对固定固定li浓度较低较低较低较高较高较高偏低偏低安全性易燃价格较高较高较高较低隔膜隔膜是锂离子电池中一个重要的组成部分目前国内锂离子电池用的隔膜基本依赖进口价格较高约占电池成本的15
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转序过程
时间定义 第一组 第二组 第三组
卷绕-装配
T1
8h
24h
48h
装配-周边焊
T2
8h
24h
48h
周边焊-电池烘干T3来自8h24h48h
实验结果
组别
取样时间
烘前（ppm）
1
2
3
烘后（ppm）
1
2
3
T1
459
486
472
235
259
231
第一组
T2
501
511
498
241
253
246
T3
532
529
8
水分对电池厚度影响
二、水分测试实验 卡尔费休水分测试原理
电池内部正极片、负极片、隔膜水分含量一般是在ppm级别，因此一般使用卡尔费休法对 其水分含量进行测量，水分测试原理为一种电化学反应，水参与碘、二氧化硫的氧化还原反 应，在吡啶和甲醇存在的情况下，生成氢碘酸吡啶和甲基硫酸吡啶，消耗了的碘在阳极电解产 生，从而使氧化还原反应不断进行，直至水分全部耗尽为止，依据法拉第电解定律，电解产生 的碘同电解时耗用的电量成正比例关系的，其反应如下：
3
水分对电池厚度影响
在锂离子电池生产过程中，水分对电池性能有重要的影响，电池内部水分含量超标会导致 电池容量、内阻、厚度、循环等 性能劣化，水分对性能影响的机理为 1、水促进锂盐分解，导致容量损失，同时分解产生的HF对电池负极SEI膜有腐蚀作用
LiPF6 LiF + PF5 PF5 +H2O
HF +POF3 锂盐分解
H2O+I2+SO2+3C5H5N→2C5H5N·HI+C5H5N·SO3
碘与水消耗物质的量相同，则测试样品中水分含量计算式为：
Q =
m
m*106
18*Q*106
样品水分含量（ppm）=
=
2*96485
18
M
2*96485*M
Q：反应消耗电量 m：样品中水分重量 96485 ：1mol电子电量 18 ：H2O分子量
卡尔费休水分测试仪
9
水分对电池厚度影响
二、水分测试实验 1、吸水性试验 延长烘干时间尽量将电池内部水分烘出，首先测试烘干后正极、负极、隔膜初始水分含量，然 后将正极片、负极片、隔膜放置在相对湿度为25%的环境中，每小时测试一次水分含量 （测试 电池体系正极：LiCoO2 隔膜 ：9+3 陶瓷 负极：MCMB）
516
243
254
256
T1
621
601
597
271
254
243
第二组
T2
668
669
658
282
293
275
T3
725
709
711
321
314
311
T1
785
804
832
359
385
391
第三组
T2
865
871
867
402
415
422
T3
904
911
915
421
426
419
6
水分对电池厚度影响
一、转序时间 实验数据分析
679
686
695
702
714
720
水分含量/ppm
吸水性实验
800
700
600
500
正极片
负极片
400
隔膜
300
200
100
0h 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 10h
时间/h
测试结果
1、吸水性难易程度依次 为：隔膜＞负极＞正极 隔膜有陶瓷涂层其主要 成分为Al2O3 吸水性最 强，负极为水性体系正 极为油性体系 负极吸水 性强于正极 2、三种材料吸水主要发 生在前4个小时，随着时 间的延长吸水量逐渐趋 于饱和
5
水分对电池厚度影响
一、转序时间 实验方案
一批极组分为3组，每组500只，每组依次增加卷绕-装配、装配-周边焊、周边焊-电池烘干周转时间 ，同时在 每个周转过程中分别测试3只烘前及3只烘后电池内部水分含量（隔膜+正极+负极）实验前首先测试3只未经 放置的极组水分含量作为参考其均值为302；对比三组电池分选后厚度。
铝壳方型锂离子电池厚度分析
yang
1
目录
概况 水分对电池厚度影响
极组及电池转序时间控制 水分测试
极组热压 不同SOC状态极片及电池厚度 预充电电流 极组结构及卷绕张力 注液量对电池厚度影响 异常使用对厚度影响 厚度不良电池分析
2
概况
方型电池一般使用金属铝作为电池壳体，壳体厚度在0.2-0.3mm之间，由于铝材质较软，电 池在充放电过程及由于产气等原因导致内部压力增加时，电池厚度极易发生变化，严重时甚至 会导致电池鼓胀，极端情况下电池防爆阀打开导致电池漏液造成安全事故，因此对导致电池厚 度问题的相关因素进行分析，知其所以然，对改善电池厚度性能，具有重要的意义。主要针对 极组及电池转序时间控制、水分测试、极组热压、不同SOC状态极片及电池厚度、极组结构及 卷绕张力、预充电电流、厚度不良电池分析等几个不同角度进行了分析研究。
电池水分测试数据分析表1
电池水分测试数据分析表2
7
水分对电池厚度影响
一、转序时间
水分吸收量
600
400
200
0
T1
T2
T3
第1组
第2组
第3组
实验结论 由数据分析对比可以得出以下几点结论 电池内部水分含量随周转时间延长而增加 电池从环境吸收水分主要发生在T1过程，因为此时极组未入壳暴露在空气中极易吸收水分， T2、T3阶段 电池已经入壳仅通过注液孔 与外界先连，吸收水分相对困难 电池水分吸收到一定程度后在现有烘干参数下，不能将水分烘出到正常水平 水分含量越高电池分选后厚度均值越大且散布也越大
水分含量
0h 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 10h
正 极 95 142 187 204 214 220 226 235 243 255 263 片
负 极 159 261 304 367 459 524 536 542 553 562 568 片
隔 膜
201
359
489
612
658
HF+ LiCO3
H2O + CO2 +LiF
HF与SEI膜主要成分反应生成 导电性差的LiF 增加内阻
2、水在负极分解产气气体
2H2O+2e
H2 +OH- Li+ + OH-
LiOH 产气反应
电池中水分的来源主要有：极片、隔膜、电解液本身存在的水分及在生产过程中从环境中吸收
的水分 ，因此为控制电池内整体水分含量需要对原材料、生产过程、生产环境、电池制造工
艺等进行严格控制 ，首先从电池内部水分控制的角度进行分析，主要包括转序时间、烘干、
环境湿度三个方面。
4
水分对电池厚度影响
一、转序时间
方型电池主要生产工序
混浆
涂覆
碾压
剪切
极片烘干
极组卷绕
封球
预充电
注液
电池烘干
周边焊
装配
清洗
化成、分容
本次课题主要研究的转序过程为极组卷绕到电池烘干，因为这几道工序均在非干燥环境下完成， 因此对电池内水分含量影响较大