入门 锂离子动力电池基础知识.doc
培训教程锂离子电池基础知识
04
工作原理图解
工作原理图解可以清晰地展示锂 离子电池的充电和放电过程。
通过图解，可以直观地看到电子 和锂离子的传递过程以及锂原子
的嵌入过程。
工作原理图解对于理解锂离子电 池的工作原理非常重要，可以帮 助人们更好地了解和掌握这一技
术。
03
锂离子电池的构造
正极材料
正极材料是锂离子电池中最为关键的材料之一，它决定了电池的能量密度、充放电 性能和使用寿命。
容量与能量密度
容量
表示电池可以存储的电量，通常 以mAh（毫安时）或Ah（安时） 为单位。容量越大，电池的续航 能力越强。
能量密度
表示电池的能量与体积的比值， 单位为Wh/L（瓦时每升）或 Wh/kg（瓦时每千克）。能量密 度越高，电池的体积和重量越小 。
循环寿命
• 循环寿命：表示电池可以充放电的次数。循环寿命越长， 电池的使用寿命越长。
对环境的影响与可持续发展
资源消耗
锂离子电池的制造过程需要大量原材料，如锂、钴等稀有金属，应 采取有效措施降低资源消耗，并寻求可再生和环保的替代品。
回收利用
建立完善的回收体系，对废旧锂离子电池进行回收和再利用，以减 少对环境的负面影响。
绿色生产
推动绿色生产技术，降低生产过程中的能耗和排放，实现锂离子电池 产业的可持续发展。
培训教程锂离子电池基础知 识
contents
目录
• 锂离子电池简介 • 锂离子电池的工作原理 • 锂离子电池的构造 • 锂离子电池的性能指标 • 锂离子电池的充电与保养 • 锂离子电池的发展趋势与未来展望
01
锂离子电池简介
定义与特性
总结词
锂离子电池是一种高能量密度、可充电的电池，具有高效、环保、安全等特性。
锂电池基础知识及各工序控制要点
2.锂离子电池基本构造
2.2 负极构造 活性物质+导电剂+增稠剂+粘结剂+集流体（铜箔） K-tech负极配方： 组分 活性物质 导电剂 增稠剂 粘结剂 集流体 材料 人造石墨（C） 导电碳黑（sp）、导电石 墨（ks-6） 羧甲基纤维素钠（CMC） 丁苯橡胶乳液（SBR） 铜箔 配比 93.5%-95.6% 1.0 %-2.5% 1.3%-1.5% 2.1%-2.5% 9
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3.各工序控制要点
关于条痕暗痕的解释： 暗痕是由于涂布时，极片表面部分厚度不均， 出现色差，显示外观为暗痕。厚度不均的原因 可能是（1）在拉浆过程中因刀口有异物或刀口 表面不平整（有豁口），造成极片表面厚度不 均匀的现象；（2）在辊压前或辊压后出现的呈 线状的痕迹。多因刀口未打开的颗粒，或有小 的干浆料卡在刀口上所致。
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4.锂离子电池基本概念
电压：电器工作时的电压3.0-4.2/2.5-4.2(单位：V)，放 电时，电压不停下降，平台电压指占整个放电时间的绝 大部分的那段电压，一般标称电压是平台电压的中心电 压，在此电压附近，充电和放电时电压变化都很慢。 内阻：电芯本身的电化学阻抗，包括欧姆电阻核电化学 电阻，大电流放电时，内阻对放电特性的影响尤为明显 （单位：mΩ）。 容量：指在一定放电条件下，可以从电池获得的电量， 即电流对时间的积分(单位：mAh或Ah ) 。 倍率：指电芯按照标称容量的倍数放电下，其放电能力 的表述。
分散形成牛顿型高粘度流体，达到将活性物质、导电剂、
粘结剂及其它添加剂充分混合，均匀分散的目的。
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3.各工序控制要点
控制点
（1）原料要符合工艺要求，如材料种类型号，各组分的加 入量； （2）正极不能带入水分； （3）设备注意干燥，控制室内湿度； （4）PVDF溶解过程比较缓慢，制浆前需提前溶解 PVDF于 NMP中，CMC也是较难溶液，制浆前需提前溶解CMC于水中； PVDF和CMC要充分溶解，分散均匀，如果存在颗粒的粘结剂 或增稠剂必须增加搅拌时间或者更改搅拌工艺； （5）加入导电剂和活性物质后，浆料应均匀一致，没有团 聚的颗粒，并且浆料中气泡应除尽，正极粘度：400010000mpa.s，负极粘度：1500mpa.s，浆料粘度和固含量对 涂浆工艺影响至关重要。
锂离子基础知识
优缺点分析
成本高
目前锂离子电池的制造成本相对较高，尤其是高性能电池。
安全问题
若使用不当或电池内部出现异常，锂离子电池可能发生热失控、 燃烧甚至爆炸等安全问题。
对高温敏感
高温环境下，锂离子特性
常见锂离子类型介绍
锂离子电池
锂离子电池是一种充电电池，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。根据电池 正极材料的不同，锂离子电池可分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂等类型。
结构组成及工作原理
结构组成
锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液和电池外壳等组成。其中，正极材 料通常为钴酸锂、三元材料或磷酸铁锂等；负极材料为石墨或硅基材料等；隔膜 用于隔离正负极，防止短路；电解液为有机溶剂和锂盐的混合物。
工作原理
在充电过程中，锂离子从正极材料中脱出，通过电解液和隔膜，嵌入到负极材料 中。放电时则相反，锂离子从负极脱出，通过电解液和隔膜，嵌入到正极材料中 。同时，电子通过外电路从负极流向正极，形成电流。
表示。
充电倍率
描述电池充电快慢的性能参数 ，即充电电流与电池容量的比 值。
放电倍率
描述电池放电快慢的性能参数 ，即放电电流与电池容量的比 值。
循环寿命
表示电池可重复充放电的次数 ，是评估电池使用寿命的重要
指标。
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安全问题及防护措施
安全隐患剖析
热失控
锂离子电池在过热条件下可能引发热失控，导致电池燃烧或爆炸。
优缺点分析
高能量密度
锂离子电池具有较高的能量密度，使得电池在相同重量或体 积下具有更高的储能能力。
无记忆效应
锂离子电池不具有镍镉电池的记忆效应，因此可以随时进行 充放电。
优缺点分析
长寿命
锂离子电池的基础知识介绍
电池的能量
电池能量=化学势差*电量 化学势差---决定于正负极材料的化 学势 电量---决定于正负极能移动电子总 量
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2019/10/2
锂离子电池的选择和诞生
电池能量=化学势差*电量
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液态锂离子电池 聚合物锂离子电池
3.7
3.7
100~160 300~1000
120~170 ＞1000
6~9
3
无
无
无污染
无污染
中
中
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2019/10/2
常用正极材料
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化学反应=>化学电池---受控化学反应
第一步: 2H2 = 4H+ + 4e 第二步: O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O
电荷为什么会移动?
化学势差
水会自动从高处往 低处流
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2019/10/2
化学电池之能量与要素
主要素有:
锂离子电池基础知识介绍
Department : R&D Prepared by : Stony Wang Date: Jun. 7th 2014
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2019/10/2
纲要
锂电池基础知识科普
外壳 2
2
电池基础知识
储能装置
物理储能
化学储能
飞轮储能
压缩空气 储能etc...
铅酸电池
钠流电池
锂离子电 池etc...
电容器
储能装置分类
电磁储能
超导电磁 储能etc...
所有电池都是可以提供动力的， 只是大与小的关系（较大规模 的储能装置可以超过GWh，而 应用与蓝牙耳机或者手机电池 上的电池仅为0.1-5Wh)，因此 只要是可以称之为能量储存的 载体都可以被称为动力电池；
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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
➢ 按制造方法分 干法、湿法
➢ 按结构分 单层PP、PE 双层PP、PE 三层PP/PE/PP
制造方法 代表厂家
单向拉伸法
日本宇部 深圳星源 台湾高银
干法 吹膜法 美国Celgard
双向拉伸法
新乡格瑞恩 桂林新时
湿法
日本：Asahi，Tonen， Nitto，三井 美国：Entek 韩国：Wide、W-Able、 SK、W-scope 中国：佛山金辉
两种不同的极板在均相或者 异相的介质中，由于存在并 产生的电势差，在外加负载 的驱动下，发生氧化还原反 应，内部电流的移动产生电 流。如果电化学反应可以逆
锂离子电池培训资料
2023-11-01CATALOGUE 目录•锂离子电池基础知识•锂离子电池的种类和特点•锂离子电池的应用领域•锂离子电池的安全使用和注意事项•锂离子电池的发展趋势和未来展望01锂离子电池基础知识锂离子电池是一种二次电池，即可以充电也可以放电。
它由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳等组成。
锂离子电池具有高能量密度、长寿命、自放电率低等优点，因此在许多领域得到广泛应用，如手机、笔记本电脑、电动汽车等。
锂离子电池简介锂离子电池的工作原理是基于锂离子在正负极之间的迁移。
充电时，锂离子从正极迁移到负极；放电时，锂离子从负极迁移到正极。
充电和放电过程伴随着电能和化学能的转换，锂离子电池因此能够提供电能。
负极材料通常采用石墨或硅基材料，如Si/C复合材料。
它们能够吸附和释放锂离子，并传导电流。
正极材料通常采用锂过渡金属氧化物或磷酸盐，如LiCoO2、LiMn2O4等。
它们能够提供电池的能量并传导电流。
电解液由有机溶剂、锂盐和其他添加剂组成，它们能够提供锂离子迁移的通道，并传导电流。
外壳通常由金属或塑料材料制成，为电池提供保护和支持结构。
隔膜一种聚烯烃膜，位于正负极之间，能够阻止锂离子的迁移并防止短路。
02锂离子电池的种类和特点液态锂离子电池技术已经相对成熟，是目前市场上的主流电池类型之一。
技术成熟能量密度高适用范围广液态锂离子电池具有较高的能量密度，能够提供较长的续航时间。
适用于各种电子设备，如手机、笔记本电脑、平板电脑等。
030201固态锂离子电池使用固态电解质代替了液态锂离子电池中的液态电解质，具有更高的安全性。
安全性高固态锂离子电池的充电速度通常比液态锂离子电池更快。
充电速度快固态锂离子电池具有较长的使用寿命，能够提供更长时间的使用。
寿命长锂硫电池使用硫作为正极材料，具有极高的能量密度，能够提供更长的续航时间。
锂硫电池能量密度高锂硫电池中的硫是一种环境友好的材料，不会对环境造成严重的污染。
环境友好锂硫电池的成本相对较低，具有较高的市场竞争力。
锂离子电池基础知识
电池基础知识培训资料一、锂离子电池工作原理与性能简介：1、电池的定义：电池是一种能量转化与储存的装置,它通过反应将化学能或物理能转化为电能,电池即是一种化学电源,它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供能源.2、锂离子电池的工作原理：即充放电原理.Li-ion的正极材料是氧化钴锂,负极是碳.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.我们通常所说的电池容量指的就是放电容量.在Li-ion的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态.Li-ion就象一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅两端来回奔跑.所以,Li-ion又叫摇椅式电池.通俗来说电池在放电过程中,负极发生氧化反应,向外提供电子；在正极上进行还原反应,从外电路接收电子,电子从负极流到正极,而电流方向正好与电子流动方向相反,故电流经外电路从正极流向负极.电解质是离子导体,离子在电池内部的正负极之间定向移动而导电,阳离子流向正极,阴离子流向负极.整个电池形成了一个由外电路的电子体系和电解质的离子体系构成的完整放电体系,从而产生电能.正极反应：LiCoO2==== Li1-xCoO2+ xLi+ + xe负极反应：6C + xLi+ + xe- === Lix C6电池总反应：LiCoO2 + 6C ==== Li1-xCoO2 + LixC63、电池的连接：根据电池的电压与容量的需求,可以把电池做串联、并联及混连连接.a、串联：电压升高,容量基本不变；b、并联：电压基本不变,容量升高；c、混联：电压与容量都会升高；4、化学电池的种类：锂离子电池按电池外形来分类,可分为圆柱形、方形、钮扣形和片状形等.电池型号标识方法如下：1、圆柱形电池标识由3个字母加5个数字加1个字母加2或3个数字组成.2、方形电池标识由3个字母加6个数字加1或2个字母加2或3个数字组成组成.3、第一个字母I表示有内置锂离子电池.4、第二个字母表示电池的正极材料基于钴的电极.5、第三个字母表示电池的形状,R表示圆柱形电池,P表示方形电池、S表示软包装电池.6、圆柱形电池5个数字分别表示电池直径与高度,方形电池6个数字分别表示电池的厚、宽、高；单位mm.7、圆柱形电池第四个字母表示电池的级别,有A级、C级；最后2或3个数字表示电池的容量缩写.8、方形电池第四个字母表示电池壳体的材料,A表示铝壳,S表示钢壳,第五个字母R表示壳体边缘的形状.例如：圆柱形电池ICR18650A180例如：方形电池ICP533436AR65二、锂离子电池的主要构成：1、电池的构成：电池一般由电芯、Fuse或PTC、保护板或电路板、五金片、外壳以及一些辅料组成.一般锂离子电芯由正极片、负极片、隔膜纸、电解液、盖板盖帽、绝缘片、壳体铝塑膜、钢壳、铝壳等部件组成.正极片：活性物质为氧化锂钴,锂离子化合物LiCoO2/LiNiO2/LiMn2O4、导电剂Super-P、溶剂NMP、粘接剂PVDF和铝箔组成.负极片：活性物质为碳,碳粉CMP2、粘接剂SBR、添加剂CMC和铜箔组成.隔膜纸：PP、PE、PP/PE/PP；主要作用是绝缘并传导离子,除此之外,在安全上若电池内中短路温度升高时,隔膜纸亦具有Shut Down功能,造成内部电阻升高,避免Thermal Runway.电解液：有机电解液2、保护板：保护板通常包括控制IC、MOS开关及辅助配件NTC、ID存储器等.其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS开关导通,使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻控制MOS开关关断,保护电芯的安全.保护板的功能：1、过充保护：当电芯电压升到一定值时以下,保护板会切断充电回路；2、过放保护：当电芯电压低到一定值时以下,保护板会切断放电回路；3、短路保护：当电池正、负极两端短路时,可迅速切断回路,保护电芯；4、过流保护：当电池输出电流超过某一个值时2A左右,保护电路会切断输出回路；5、其它辅助功能：保护板上一般还有NTC、识别电阻以及解码芯片等,主要作用是保护电池能与主机及原装充电器正常充电与使用；三、电池基础术语1、电压概念：即电位差,是产生电流的力开路电压：是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时,电池正负极之间的电势差.一般情况下,Li-ion充满电后开路电压为左右,放电后开压为左右,通过电池的开路电压,可以判断电池的荷电状态.工作电压：又称端电压,是指电池在工作状态下即电路中有电流过时电池正负极之间电势差.在电池放电工作状态下,当电流流过电池内部时,不需克服电池的内阻所造成阻力,故工作电压总是低于开路电池,充电时则与之相反.Li-ion的放电工作电压在左右.平均电压：电池放电时,从开始到放电终止时的电压平均值.终止电压：规定放电终止时电池的负载电压,其值为n锂离子单体电池的串联只数用“n”表示.2、容量：指电池内的活性物质参加电化学反应所能放出的电能称为电池的容量.单位为mAh或Ah.1Ah=1000mAh容量大小是由正负极中活性物质的数量多少来决定的一是活性物质的重量,二是活性物质的利用率.设计容量：根据电池内所含活性物质的量,从电化学理论计算电池的容量称为设计容量.额定容量：指电池经设计后,经电池制程过程的影响,电池所能达到容量称为额定容量.实际容量：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.3、内阻：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.单位为毫欧mΩ静态电阻：即放电时电池内阻动态电阻：即充电时电池内阻4、放电平台：放电平台是恒压充到电压为并且电电流小于时停充电,然后搁置10分钟,在任何们率的放电电流下下放电至时的放电时间.是衡量电池好坏的重要标准.5、充放电倍率时率：是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值,它在数据值上等于电池额定容量的倍数,通常以字母C表示.如电池的标称额定容量为600mAh为1C1倍率,300mAh则为,6A600mAh为10C.以此类推.时率又称小时率,时指电池以一定的电流放完其额定容量所需要的小时数.如电池的额定容量为600mAh,以600mAh的电流放完其额定容量需1小时,故称600mAh 的电流为1小时率,以此类推.6、自放电率：又称荷电保持能力,是指电池在开路状态下,电池所储存的电量在一定条件下的保持能力.主要受电池制造工艺、材料、储存条件等因素影响.是衡量电池性能的重要参数.注：电池100%充电开路搁置后,一定程度的自放电正常现象.在GB标准规定LI-ion后在20±2℃条件下开条件下开路搁置28天.可允许电池有容量损失.7、内压：指电池的内部气压,是密封电池在充放电过程中产生的气体所致,主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素影响.其产生原因主要是由于电池内部水分及有机溶液分解产生的气体于电池内聚集所致.高倍率的连续过充,会导致电池温度升高、内压增大,严重时对电池的性能及外观产生破坏性影响,如漏液、鼓底,电池内阻增大,放电时间及循环寿命变短等. Li-ion任何形式的过以都会导致电池性能受到严重破坏,甚至爆炸.帮Li-ion 在充电过程中需采用恒流恒压充电方式,避免对电池产生过充.8、压降：电池按定性充电至80%以上,测量其电池空载电压.5W/2W电池作为负载连接电池正负极端开关作为电池的断路,通路的装置进行串联.打开开关后5秒电压下降不大于0.4V,为合格主要为测试电池负载性能.9、电池的负载能力: 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.10、充电效率：充电效率是指电池在充电过程中所消耗的电能转化成电池所能储蓄顾的化学能程度的量度.主要受电池工艺,配方及电池的工作环境温度影响,一般环境温度越高,则充电效率要低.11、放电效率：放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与额定容量之比,主要受放电倍率,环境温度,内阻等到因素影响,一般情况下,放电倍率越高,则放电效率越低.温度越低,放电效率越低.12、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.13、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.14、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.15、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,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.16、Li-ion电池有哪些优点哪些缺点Li-ion具有以下优点：1单体电池的工作电压高达：2比能量大,目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L2倍于Nl-Cd,倍于Ni-MH,未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L3循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次.对于小电流放电的电器,电池的使用期限将倍增电器的竞争力.4安全性能好,无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺如烧结式的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题.5自放电小室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%.Li-ion也存在着一定的缺点,如：1电池成本较高.主要表现在LiCoO2的价格高Co的资源较小,电解质体系提纯困难.2不能大电流放电.由于有机电解质体系等原因,电池内阻相对其他类电池大.故要求较小的放电电流密度,一般放电电流在以下,只适合于中小电流的电器使用.3需要保护线路控制.A、过充保护：电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；同时过充电使电解液分解,内部压力过高而导致漏液等问题；故必须在的恒压下充电；B、过放保护：过放会导致活性物质的恢复困难,故也需要有保护线路控制.17、锂离子安全特性是如何实现的为了确保Li-ion安全可靠的使用,专家们进行了非常严格、周密的电池安全性能设计,以达到电池安全考核指标.1隔膜135℃自动关断保护采用国际先进的Celgars2300PE-PP-PE三层复合膜.在电池升温达到120℃的情况下,PE复合膜两侧的膜孔闭合,电池内阻增大,电池内部升温减缓,电池升温达到135℃时,PP膜孔闭合,电池内部断路,电池不再升温,确保电池安全可靠.2向电解液中加入添加剂在电池过充,电池电压高于的条件下,电解液添加剂与电解液中其他物质聚合,电池内阻大幅度增加,电池内部形成大面积断路,电池不再升温.3电池盖复合结构电池盖采用刻痕防爆球结构,电池升温时,电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀,电池内压加大,压力达到一定程度刻痕破裂、放气.4各种环境滥用测试进行各项滥用实验,如外部短路、过充、针刺、冲击、焚烧等,考察电池安全性能.同时对电池进行温度冲击实验和振动、跌落、冲击等力学性能实验,考察电池在实际使用环境焉的性能情况.18、为什么恒压充电电流为逐渐减少因为恒流过程终止时,电池内部的电化学极化然保持再整个恒流中相同的水平,恒压过程,再恒定电场作用下,内部Li+的浓差极化在逐渐消除,离子的迁移数和速度表现为电流逐渐减少.19、为什么电池要储存一段时间后才能包装出货电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数.电池经过一定时间储存后,允许电池的容量及内阻有一定程度的变化.经过了一段时间的储存,可以让内部各成分的电化学性能稳定下来,可以了解该电池的自放电性能的大小,以便保证电池的品质.20、为什么要化成电池制造后,通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活,改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成,电池粉有经过化成后才能体现真实性能.21.什么是分容电池在制造过程中,因工艺原因使得电池的实际容量不可能完全一致,通过一定的充放电制度检测,并将电池按容量分类的过程称为分容.22、锂离子电池的工作温度范围充电 -10—45℃放电 -30—55℃23、何为电池的倍率放电指放电时,放电电流A与额定容量Ah的倍率关系表示.24、何为电池的小时率放电按一定输出电流放完额定容量所需的小时数数,称为放电时率.25、影响锂离子电池循环性能的两个最重要的因素是什么活性物质的性质和杂质的种类、含量.26、如何在生产过程中控制电池内部的水份1、作好防潮、防湿处理.2、缩短操作时间,减少极片在空气中暴露时间.3、合理正确地进行烘烤作业.4、尽量在干燥环境下进行作业.27、锂离子电池的活性正极材料是什么锂盐；如钴酸锂,锰酸锂,镍酸锂等.28、锂离子电池的活性负极材料是什么石墨粉29、电极材料为何要加入导电剂在电池工作时,电池的活性物质无论充放电都不会溶解在电解液中,为加强活性物质与网栅、集流片的接解导电性,而加放导电剂.30、锂离子电池的电解液的组成是什么常用的为六氟磷酸锂,四氟磷酸锂LiPF6、LiClO4等.31、锂离子电池安全性能的考核指标,一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件:1短路：不起火,不爆炸2过充电：不起火,不爆炸3热箱试验：不起火,不爆炸150℃恒温10min4针剌：不爆炸用Ф3mm钉穿透电池5平板冲击：不起火,不爆炸10kg重物自1M高处砸向电池6焚烧：不爆炸煤气火焰烧烤电池四、18650型锂电池简介：即指电池的直径为18mm,长度为65mm,圆柱体型的电池.锂是一种金属元素,为什么我们要把他叫锂电池呢因为它的正极是以“钴酸锂”为正极材料的电池,当然现在市场上有很多的电池,有磷酸铁锂,锰酸锂等为正极材料的电池.单节标称电压一般为：充电电压一般为：最小放电终止电压一般为：最大充电终止电压：直径：18±高度：65±容量：根据客户需求五、锂离子电池制造流程：1 配料:用专门的溶液和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合,经高速搅拌均匀后,制成浆状的正负极物质.2 涂布:将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正负极极片.3 装配:按正极片——隔膜——负极片——隔膜自上而下的顺序放好,经卷绕---入壳---滚槽---点焊---焊盖帽,制成电池极芯,在经烘烤后注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池装配过程.制成成品电池.4化成 :用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试,对每一只电池都进行检测.筛选出合格的成品电池,待出厂.六、：目前锂电池的主要应用在一些工业设备,医疗仪器,军警设备,以及移动电源手持终端上.正极中金属的成本很高.目前,正极材料LiNiO2由于具有制造方便、开路电压髙、比能量髙、寿命长、能快速放电等优点,已在锂离子电池中得到广泛应用.但钻资源少,价格昂贵,因而应用受到限制.锂离子电池是未来电动汽车的能源之一.因为锂离子电池的比能量为铅酸电池的三倍以上.电动汽车起动时,需要短时间几秒的大电流放电.铅酸电池可大电流放电大功率放电,但比能量相当小.近年风靡全球的特斯拉,想必都有所耳闻,它就是锂电池应用于汽车的典范,特斯拉主动力是用电而不是用传统的石油,又是要改变世界的赶脚..它也不愧是新时代的弄潮儿。
锂离子电池基础知识培训
目录 Contents
• 锂离子电池简介 • 锂离子电池的组成与结构 • 锂离子电池的充放电特性 • 锂离子电池的性能指标与测试 • 锂离子电池的维护与保养 • 锂离子电池的发展趋势与展望
01
锂离子电池简介
定义与工作原理
定义
锂离子电池是一种二次电池，通过锂离子在正负极之间的迁移实现充放电。
常用的正极材料包括钴酸锂、镍 酸锂、锰酸锂等，它们具有较高 的能量密度和良好的电化学性能
。
正极材料的性能直接影响锂离子 电池的能量密度、充放电性能和
使用寿命。
负极材料
负极材料是锂离子电池中存储锂离子 的主体，通常采用石墨、钛酸锂等材 料。
负极材料的比容量、电导率、稳定性 以及与电解液的相容性等特性需综合 考虑。
能量密度
电池的容量与其体积或重量的比值， 表示单位体积或重量所能储存的能量 ，单位为Wh/kg（瓦时每千克）或 Wh/L（瓦时每升）。
循环寿命与自放电率
循环寿命
电池在特定充放电条பைடு நூலகம்下能够维持性能的时间，通常以充放电循环次数来表示。
自放电率
电池在不使用情况下，电量自行减少的比例，通常以每月损失的电量百分比表示 。
05
锂离子电池的维护与保养
使用注意事项
避免过度充电和过度放电
01
锂离子电池有严格的充电和放电范围，过度充电和放电都会影
响电池性能和寿命。
保持适宜的存储环境
02
锂离子电池应存放在干燥、阴凉、通风良好的地方，避免高温
、高湿、阳光直射等环境。
定期检查电池状况
03
定期检查电池外观、电量、电压等参数，确保电池正常工作。
隔膜通常采用聚烯烃材料制成 ，要求具有较高的化学稳定性 、热稳定性和机械强度。
锂离子电池基础知识一课件
负极材料需要具备较高的比容量、稳定的电化学性能、良好的安全性和 较低的成本等特点。
电解液
电解液在锂离子电池中起到传输 锂离子的作用，其性能对电池的 充放电性能和安全性具有重要影
响。
电解液需要具备较高的离子电导 率、稳定的电化学性能、良好的
自放电率是指电池在不使用情况下，电量 自行流失的速度。自放电率越低，电池的 储存寿命越长。
Part
04
锂离子电池的性能指标
能量密度与功率密度
能量密度
指电池单位体积或质量所具有的能量，通常用瓦时每升（Wh/L）或瓦时每千 克（Wh/kg）来表示。高能量密度意味着电池能够存储更多的电能，从而支持 更长的续航里程。
锂离子电池基础知识 一课件
• 锂离子电池简介 • 锂离子电池的组成结构 • 锂离子电池的工作原理 • 锂离子电池的性能指标 • 锂离子电池的制造工艺 • 锂离子电池的维护与使用
目录
Part
01
锂离子电池简介
定义与工作原理
定义
锂离子电池是一种二次电池，通过锂离子在正负极之间的迁移实现电能的储存与释放。
工作原理
充电时，正极上的电子通过外部电路传递给负极，同时正极上的锂离子穿过电解质迁移 到负极；放电时，负极上的电子通过外部电路返回正极，同时负极上的锂离子穿过电解
质迁移到正极。
锂离子电池的种类与特点
种类
根据正极材料的不同，锂离子电 池可分为钴酸锂、磷酸铁锂、三 元材料等类型。
特点
高能量密度、长寿命、快速充电 、环保等。
锂离子电池的应用领域
移动设备
手机、平板电脑、数码相机等。
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锂离了动力电池
锂离了动力电池是2（）世纪开发成功的新熨高能电池。
这种电池的负极是金属锂，正极用MnO2, S0CL2, （CFx）n等。
70年代进入实用化。
因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民川小型电器屮，如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池。
大容量锂离了电池已在电动汽车屮试用，将成为21世纪电动汽车的主要动力电源并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。
特点
（1）单体电池工作电压高达3.7V,是磔镉电池，磔氢电池的3倍，铅酸电池的近2 倍，这也是锂离子动力电池比能量高的一个重要原因。
因此组成相同电压的动力电池组时, 锂离了动力电池使用的串联数忖会大大少于铅酸电池和银氢电池。
如果动力电池屮单体电池数量越多，电池组屮单体电池的一致性要求就越高，寿命就越不好做，在实际使用过稈屮电池组有问题分析后，一般是其中一、两个单体电池出问题然后导致整组电池出现问题，因此不难理解为什么48V的铅酸电池比36V的铅酸电池反馈要高，从这个角度上讲锂电更适合动力电池的使用。
例如36V的锂电只需要10个单体，而36V铅酸电池需要18个单体电池, 即3只12V的电池纽.，而每只12V的铅酸电池有六个单格即六个单体电池纽.成。
（2）重量轻，比能量大,高达150Wh/Kg,是银氢电池的2倍，铅酸电池的4倍,因此重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一，从这个角度讲锂电消耗的资源就少，而口由于猛酸锂电池屮所用元索的储量比较多，因此相对铅酸、银氢电池可能会进一步涨价, 锂离了动力电池成木反而是进一步降低的。
电动自行车用锂离了•电池重量为224公斤，铅酸电池的重量为12・20公斤，锂电重量约为铅酸电池的四分Z—到三分2—，比铅酸电池轻约10公斤（36V, 10Ah电池），电池重量减轻了70%,整车总重量至少减轻了20%。
加上一般锂电车都是简易款的电动自行车，由于电池和整车轻，相同电压、和同容量的电池行驶里程更长，普通的电动车重量在40公斤以上，而锂离子动力电池电动白行车重量在7到26公斤之间。
女士和老年人都可以轻易搬动，人力骑行也十分轻便，运动休闲兼得。
（3）体积小，高达到400Wh/L,体积是铅酸电池的二分Z—到三分之一。
提供了更合理的结构和更美观的外形的设计条件、设计空间和可能性。
现阶段由于铅酸电池体积、重量的限制，设计师们的设计思想受到极大约朿，导致现阶段的电动白行车在结构和外观上“千车一面”、雷同相似、单调划一。
而锂离了电池的使用，给设计师们提供了展示设计思想和设计风格的更大空间及条件。
当然同时也导致电动白行车用锂离了动力电池尺寸多种多样，不利于锂动力电池行业的发展。
锂动力电池行业也需要尽快制定电动自行车川锂离了电池国家标准，加速在电动H行车领域锂电对铅酸电池的替代。
当然目前锂电池是在不断发展过程屮
的不同材料、不同工艺电池的体积有很大的寿别，如何统一也是一个难点。
（4）循环寿命长，循环次数可达100（）次。
以容量保持60%计，电池组100%充放电循环次数可以达到600次以上，使用年限可达3-5年，寿命约为铅酸电池的两到三倍。
随着技术的革新，设备的提高，电池的寿命会越來越长，性价比会越来越高。
（5）白放电率低，每月不到5%0
（6）允许工作温度范围宽，低温性能好，锂离了动力电池可在・20°C〜+55CZ间工作, 尤其适合低温使用，而水溶液电池（比如铅酸电池、繚氢电池）在低温时，由于电解液流动性变差会导致性能大大降低。
（7）无记忆效应，所以每次充电前不必像繚镉电池、繚氢电池一样需要放电，可以随时随地的进行充电。
电池充放电深度，对电池的寿命影响不大，可以全充全放，我们循环测试就是全充全放的。
（8）特别适合用于动力电池，除了锂离子电池电压高Z外，由于锂离子动力电池组的保护板能够对每一个单体电池进行高精度监测，低功耗智能管理，具有完善的过充电、过放电、温度、过流、短路保护、锁定白恢复功能以及可靠的均衡充电功能，大大的延长了电池的使用寿命。
而其他类型电池（比如铅酸电池）在使用过稈中由于电池一致性、充电器等问题，易产生电池过充、过放等问题（由于成木等各方面的原因，铅酸电池组内不能对毎一个单体电池进行监测和保护）。
（9）无污染，锂离子动力电池屮不存在有毒物质，因此被称为“绿色电池”，国家重点扶持。
而铅酸电池和镉镰电池由于存衣有害物质铅和錨，国家必然会加强监管和治理（铅酸电池出口退税的取消，铅资源税的增加，铅酸电动自行车出口的受限），相应企业的成木也会增加。
虽然锂电池没有污染，但从资源节约的角度考虑。
锂离子动力电池的回收，I川收屮的安全性，冋收的成木也都需要考虑。
（10）存在安全隐患；由于锂离了动力电池能最高, 材料稳定性差，锂电容易出现安全问题，目前世界上知名的手机和笔记木电脑电池（正极材料为钻酸锂和三元材料）生产企业，口木三洋、索尼等公司要求电池的爆喷率控制在40个ppb（十亿分乙一）以下，国内公司能达到ppm（百力•分乙一）级的就已经不错了，而动力电池的容量是手机电池容量的上百倍以上，因此对锂电的安全性要求极高。
虽然钻酸锂电池和三元材料的电池具有重量更轻，体积更小等优点，但它们是不适合作动力电池应用于电动车的。
（11）价格高；相同电压和相同容量的锂离了动力电池价格是铅酸的3・4倍。
随肴锂离了动力电池市场的扩大，成木的降低，性能的提高，以及铅酸电池价格的提高，锂离了动力电
池的性价比是有可能超过铅酸电池的O
结构
锂离了动力电池通常冇两种外型：闘柱型和长方型。
电池内部采用螺旋绕制结构，用一种菲常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。
正极包括由锂和二氧化姑组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。
负极由片状碳材料组成的锂离了收集极和铜薄膜纽成的电流收集极纽成。
电池内充冇有机电解质溶液。
另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。
单节锂电池的电压为3.6V,容量也不可能无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。
应用
随着二十世纪微电了技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。
锂离子动力电池随之进入了大规模的实用阶段。
最早得以应用于心脏起搏器屮。
由于锂离了动力电池的自放电率极低，放电电压平缓。
使得起搏器植入人体长期使用成为可能。
锂离子动力电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。
二氧化猛电池, 就广泛用于计算机，计算器，照相机、手表屮。
现在，锂离子动力电池大量应用在手机上，可以说是最大的应用群体。