锂离子电池基础知识
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最高时速170km/h, 可以-25C储存与启动； 车动力100kW，最大扭矩290Nm动力性能高于2L的汽油 车，百公里当量耗油量3.3L； 具有高安全性与舒适性。
6
燃料电池介绍
汽车公司
车辆外观 最高车速 续驶里程 FC功率 最大扭矩 冷启动 氢罐压力
国际各大汽车公司燃料电池汽车性能
Toyota
聚合物锂电池和液态锂离子电池主要区别在电解质，液态锂离子电池的电解质是 液态的，聚合物电池的电解质是胶体型或者固态聚合物。 聚合物锂电池的反应原理和锂离子电池一样，一般以软包的形式，形状可塑性强； 液态锂离子电池一般做成圆柱形或者方形。
锂离子电池分类
圆柱形
方型
锂离子电池分类
根据电池 外壳材质分类
可充电，如铅酸、镍氢、锂离子电池
电
池 分
高级电池
结构特殊，性能卓越，如锌空电池，以 空气做正极，体积很小，用于助听器
类
燃料电池
将存在于燃料(氢气)和氧化剂(氧气)中的 化学能转化为电能的装置
太阳能电池
物理电源，通过光电效应或光化学效应 直接把光能转化为电能的装置
燃料电池介绍
燃料电池：是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料
圆柱
钢壳 铝壳 铝塑膜
软包/聚合物来自百度文库铝塑膜
方型 圆形-电子烟类产品 异形
方型-钢/铝壳
塑胶壳
锂离子电池分类
根据电芯结构分类
圆形
卷绕 方型
叠片
制袋式层叠 Z字型层叠
锂离子电池工作原理 商业化的锂离子电池 –LiCoO2/C(Rocky chair Type)
锂离子电池材料
锂离子电池六要素
正极
提供锂离子，LiCoO2，LiFePO4等
电池基础知识
2020年8月15日
沃特玛电池有限公司 电芯研究所
1
目录
1 电池发展史及分类 2 电池简介及原理 3 锂离子电池材料 4 锂离子电池设备及工艺 5 沃特玛磷酸亚铁锂电池性能简介 6 沃特玛磷酸亚铁锂电池应用
电池的发展史
电池是将化学能转变为电能的装置，通过电池内部的化学反应向外部提供直流电 能
中等 >500
好 低 差 无毒
LiFePO4 橄榄石
170 130~150 2.5~3.8 3.2~3.3
差 >2000
优 中等 好 无毒
正极材料磷酸铁锂简介
什么是磷酸铁锂 ?
➢磷酸铁锂是一种无机化合物 ➢属于正交晶系橄榄石型结构 ➢磷酸铁锂用于锂离子电池正极材料 ➢其理论比容量为170mAh/g
磷酸铁锂电池结构
磷酸铁锂圆柱型电池结构示意图
正极盖帽 密封圈
正极垫片
正极极耳
安全阀 限流开关
隔膜
钢壳 负极垫片
价格 高温性能 毒性/环保
LiCoO2 层状 274
140~155 3.0~4.3 3.6~3.7
好 >500
差 高 一般 有毒的钴
Li(NiCoMn)O2 层状 278
130~220 3.0~4.35 3.6~3.7
较高 >500 较好 较高 一般 有毒的钴
LiMn2O4 尖晶石
148 90~120 3.5~4.3 3.7~3.8
和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。
5
燃料电池介绍
动力性能、续驶里程、加速性能、低温启动等特性与传统内燃机相当
Mercedes-Benz F-CELL B class （Daimler）
基于最新一代技术，系统体积减少40%；700bar,3个氢罐， 每个罐4kg的H2，3分钟加氢，续驶里程400km；
FCHV-adv
Honda
FCX Clarity
Nissan
X-Trail FCV
GM
Hydrogen 4
155km/h 830 km 90kW 256 Nm -30℃ 70 MPa
160 km/h 620 km 100kW 256 Nm -30℃ 35 MPa
150 km/h 370 km 90kW 280Nm
70 MPa
160 km/h 320 km 85~92kW
-40℃ 70 MPa
Daimler
Mercedes-BenZ BClass
170 km/h 380 km 100kW 290Nm -25℃ 70 MPa
7
燃料电池介绍
采用燃料电池+二次电池（超级电容器）混合提高燃料电池寿命
Toyota’s Fuel Cell Hybrid Vehicle
在，只有锂离子，这就是锂离子电池名称的由来。
1995年
聚合物锂离子电池
发展历程：
20世纪70年代 锂一次电池
20世纪70年代 锂金属二次电池
锂金属负极，未实现 商品化
1991年 索尼公司 锂离子电池
石墨负极，实现商品 化
聚合物电解质，1999 年商品化
Li-MnO2电池，锂亚 硫酰氯电池
锂离子电池分类
采用二次电池、超级电容器等储能装置 与燃料电池构建电-电混合动力，可减小燃 料电池输出功率变化速率与载荷的波动， 减缓动态过程导致的燃料电池的衰减。
FC driving energy
8
太阳能电池介绍
太阳能电池：是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
9
锂离子电池介绍
锂离子电池：以碳为负极，以含锂的化合物作正极；在充放电过程中，没有金属锂存
实际比容量可超过140mAh/g ➢主要应用在动力电池、储能电池方面
John B. Goodenough
正极材料磷酸铁锂结构 磷酸铁锂晶体结构
a ≠b ≠ c LiFePO4充、放电时晶体结构变化示意图
FeO6 PO4
19
磷酸铁改性措施
➢ 1.包覆 ➢ 2.纳米化 ➢ 3.球形化 ➢ 4.掺杂
——改善电子导电性 ——改善离子扩散速率 ——提高压实密度 ——改善电子导电性
丹尼尔电池 英国Daniel
1835年
1800年 Vote
伏打电堆
1859年 法国Plante 铅酸蓄电池
锌锰电池
法国Leclanche 1866年
1899年 瑞典Jungner
镍镉电池
碱性电池
Urry 1950年
1990年 索尼公司
锂离子电池
3
电池的分类
一次电池
不可充电，如锌锰、碱性、锂电池
二次电池
负极
石墨 ，合金或者金属氧化物
电解液 锂离子传输通道，碳酸酯+LiPF6
隔膜
离子导通，电子绝缘，PP或PE
包装
提供良好的电化学环境，外壳
电极端子 Ni(Cu)、Al
正极材料分类及特点
正极材料对比
正极材料 晶体结构 理论比容量/mAh·g-1 实际比容量/mAh·g-1 工作电压范围/V 平台电压/V 材料加工性能 循环寿命/次 安全性能
6
燃料电池介绍
汽车公司
车辆外观 最高车速 续驶里程 FC功率 最大扭矩 冷启动 氢罐压力
国际各大汽车公司燃料电池汽车性能
Toyota
聚合物锂电池和液态锂离子电池主要区别在电解质，液态锂离子电池的电解质是 液态的，聚合物电池的电解质是胶体型或者固态聚合物。 聚合物锂电池的反应原理和锂离子电池一样，一般以软包的形式，形状可塑性强； 液态锂离子电池一般做成圆柱形或者方形。
锂离子电池分类
圆柱形
方型
锂离子电池分类
根据电池 外壳材质分类
可充电，如铅酸、镍氢、锂离子电池
电
池 分
高级电池
结构特殊，性能卓越，如锌空电池，以 空气做正极，体积很小，用于助听器
类
燃料电池
将存在于燃料(氢气)和氧化剂(氧气)中的 化学能转化为电能的装置
太阳能电池
物理电源，通过光电效应或光化学效应 直接把光能转化为电能的装置
燃料电池介绍
燃料电池：是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料
圆柱
钢壳 铝壳 铝塑膜
软包/聚合物来自百度文库铝塑膜
方型 圆形-电子烟类产品 异形
方型-钢/铝壳
塑胶壳
锂离子电池分类
根据电芯结构分类
圆形
卷绕 方型
叠片
制袋式层叠 Z字型层叠
锂离子电池工作原理 商业化的锂离子电池 –LiCoO2/C(Rocky chair Type)
锂离子电池材料
锂离子电池六要素
正极
提供锂离子，LiCoO2，LiFePO4等
电池基础知识
2020年8月15日
沃特玛电池有限公司 电芯研究所
1
目录
1 电池发展史及分类 2 电池简介及原理 3 锂离子电池材料 4 锂离子电池设备及工艺 5 沃特玛磷酸亚铁锂电池性能简介 6 沃特玛磷酸亚铁锂电池应用
电池的发展史
电池是将化学能转变为电能的装置，通过电池内部的化学反应向外部提供直流电 能
中等 >500
好 低 差 无毒
LiFePO4 橄榄石
170 130~150 2.5~3.8 3.2~3.3
差 >2000
优 中等 好 无毒
正极材料磷酸铁锂简介
什么是磷酸铁锂 ?
➢磷酸铁锂是一种无机化合物 ➢属于正交晶系橄榄石型结构 ➢磷酸铁锂用于锂离子电池正极材料 ➢其理论比容量为170mAh/g
磷酸铁锂电池结构
磷酸铁锂圆柱型电池结构示意图
正极盖帽 密封圈
正极垫片
正极极耳
安全阀 限流开关
隔膜
钢壳 负极垫片
价格 高温性能 毒性/环保
LiCoO2 层状 274
140~155 3.0~4.3 3.6~3.7
好 >500
差 高 一般 有毒的钴
Li(NiCoMn)O2 层状 278
130~220 3.0~4.35 3.6~3.7
较高 >500 较好 较高 一般 有毒的钴
LiMn2O4 尖晶石
148 90~120 3.5~4.3 3.7~3.8
和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。
5
燃料电池介绍
动力性能、续驶里程、加速性能、低温启动等特性与传统内燃机相当
Mercedes-Benz F-CELL B class （Daimler）
基于最新一代技术，系统体积减少40%；700bar,3个氢罐， 每个罐4kg的H2，3分钟加氢，续驶里程400km；
FCHV-adv
Honda
FCX Clarity
Nissan
X-Trail FCV
GM
Hydrogen 4
155km/h 830 km 90kW 256 Nm -30℃ 70 MPa
160 km/h 620 km 100kW 256 Nm -30℃ 35 MPa
150 km/h 370 km 90kW 280Nm
70 MPa
160 km/h 320 km 85~92kW
-40℃ 70 MPa
Daimler
Mercedes-BenZ BClass
170 km/h 380 km 100kW 290Nm -25℃ 70 MPa
7
燃料电池介绍
采用燃料电池+二次电池（超级电容器）混合提高燃料电池寿命
Toyota’s Fuel Cell Hybrid Vehicle
在，只有锂离子，这就是锂离子电池名称的由来。
1995年
聚合物锂离子电池
发展历程：
20世纪70年代 锂一次电池
20世纪70年代 锂金属二次电池
锂金属负极，未实现 商品化
1991年 索尼公司 锂离子电池
石墨负极，实现商品 化
聚合物电解质，1999 年商品化
Li-MnO2电池，锂亚 硫酰氯电池
锂离子电池分类
采用二次电池、超级电容器等储能装置 与燃料电池构建电-电混合动力，可减小燃 料电池输出功率变化速率与载荷的波动， 减缓动态过程导致的燃料电池的衰减。
FC driving energy
8
太阳能电池介绍
太阳能电池：是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
9
锂离子电池介绍
锂离子电池：以碳为负极，以含锂的化合物作正极；在充放电过程中，没有金属锂存
实际比容量可超过140mAh/g ➢主要应用在动力电池、储能电池方面
John B. Goodenough
正极材料磷酸铁锂结构 磷酸铁锂晶体结构
a ≠b ≠ c LiFePO4充、放电时晶体结构变化示意图
FeO6 PO4
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磷酸铁改性措施
➢ 1.包覆 ➢ 2.纳米化 ➢ 3.球形化 ➢ 4.掺杂
——改善电子导电性 ——改善离子扩散速率 ——提高压实密度 ——改善电子导电性
丹尼尔电池 英国Daniel
1835年
1800年 Vote
伏打电堆
1859年 法国Plante 铅酸蓄电池
锌锰电池
法国Leclanche 1866年
1899年 瑞典Jungner
镍镉电池
碱性电池
Urry 1950年
1990年 索尼公司
锂离子电池
3
电池的分类
一次电池
不可充电，如锌锰、碱性、锂电池
二次电池
负极
石墨 ，合金或者金属氧化物
电解液 锂离子传输通道，碳酸酯+LiPF6
隔膜
离子导通，电子绝缘，PP或PE
包装
提供良好的电化学环境，外壳
电极端子 Ni(Cu)、Al
正极材料分类及特点
正极材料对比
正极材料 晶体结构 理论比容量/mAh·g-1 实际比容量/mAh·g-1 工作电压范围/V 平台电压/V 材料加工性能 循环寿命/次 安全性能