锂电池基本原理-结构及验证测试
【干货】锂离子电池的的原理、配方和工艺流程,正极材料介绍
锂离子电池的的原理、配方和工艺流程，正极材料介绍锂离子电池的的原理、配方和工艺流程锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌来工作。
随着新能源汽车等下游产业不断发展，锂离子电池的生产规模正在不断扩大。
本文以钴酸锂为例，全面讲解锂离子电池的的原理、配方和工艺流程,锂电池的性能与测试、生产注意事项和设计原则。
一，锂离子电池的原理、配方和工艺流程；一、工作原理1、正极构造LiCoO2 + 导电剂 + 粘合剂 (PVDF) + 集流体（铝箔）2、负极构造石墨 + 导电剂 + 增稠剂 (CMC) + 粘结剂 (SBR) + 集流体（铜箔）3、工作原理3.1 充电过程一个电源给电池充电，此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上，正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。
正极上发生的反应为：负极上发生的反应为：3.2 电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。
由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。
电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。
3.3 充放电特性电芯正极采用LiCoO2 、LiNiO2、LiMn2O2，其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型，但当从LiCoO2拿走x个Li离子后，其结构可能发生变化，但是否发生变化取决于x的大小。
通过研究发现当x >0.5时，Li1-xCoO2的结构表现为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-xCoO2中的x值，一般充电电压不大于4.2V那么x小于0.5 ，这时Li1-xCoO2的晶型仍是稳定的。
锂离子电池的工作原理及特性
锂离子电池的工作原理及特性锂离子电池具有体积小、重量轻、比能量高、单体电池电压高（３．６Ｖ）、寿命长和可安全快速充电等特点。
1、锂离子电池的结构圆柱形锂离子电池的基本结构如下图所示。
▲圆柱形锂离子电池的结构为了避免因使用不当而造成电池过放电或过充电，在单体锂离子电池内设有三种安全机构。
第一个安全机构为ＰＴＣ（正温度系数）元件，ＰＴＣ的阻值随温度的上升而上升，因而当电池内部的温度过高时，会自动切断负极与正极之间的电路；第二个安全措施是选择适当的隔板材料，当电池内温度上升到一定数值时，隔板上的微孔会自动溶解，从而使电池内的反应停止；第三个安全机构是设置安全阀，当电池内部的压力升高到一定数值时，安全阀将自动打开。
2、锂离子电池的工作原理锂离子电池的负极活性物质为石墨晶体，正极活性物质为二氧化钴锂ＬｉＣｏＯ２。
充、放电化学反应式为从反应式可以看出，锂永远以离子的形式出现，不会以金属的形式出现，所以这种电池称为锂离子电池。
3、锂离子电池的主要特性（1）充电特性曲线锂离子电池通常采用改进的恒压充电法。
其充电结束电压为４．２Ｖ。
（2）放电特性曲线锂离子电池的放电终止电压为２．７Ｖ。
采用１小时率、２小时率和５小时率放电时，放电特性曲线如下图所示。
▲锂离子电池的放电特性曲线从图上可以看出，采用１小时率放电时，放电时间大约为１ｈ。
采用５小时率放电时，放电时间大约为５ｈ。
（3）充放电循环特性锂离子电池的充放电循环特性曲线如下图所示。
▲锂离子电池的充放电循环特性从图上可以看出，经过３００次充放电循环以后，锂离子电池的容量仍然可达到其额定值的８５％以上。
（4）存储特性在不同环境温度下，锂离子电池存储后的剩余电量与存储时间的关系如下图所示。
▲剩余容量与存储时间的关系当环境温度为－２０℃时，存储６个月后，电池剩余容量仍可保持在额定容量的９０％以上。
环境温度为２０℃时，存储６个月后，电池的剩余容量仍可达到额定容量的７０％以上。
锂电池三电极测试方法
锂电池三电极测试方法锂电池作为现代能源领域的重要组成部分，其性能和安全性的评估显得尤为重要。
三电极测试方法是一种常用的评估锂电池性能的手段，通过精确测量电池的电压、电流和温度等参数，可以全面了解电池的各项性能指标。
本文将详细介绍锂电池三电极测试方法，以帮助读者更好地理解这一技术。
一、锂电池三电极测试原理锂电池三电极测试系统主要由工作电极、参考电极和辅助电极组成。
其中，工作电极是电池的正负极，参考电极用于测量电池的开路电压，辅助电极用于施加外部电流。
测试过程中，通过改变外部电流的大小和方向，可以测量电池在不同工况下的性能参数。
二、测试设备与仪器1.电化学工作站：用于施加外部电流、测量电压、电流和温度等参数。
2.锂电池测试系统：包括电池夹具、温度控制器、数据采集器等。
3.电子天平：用于测量电池的质量。
4.环境试验箱：用于模拟电池在不同环境条件下的性能。
三、测试步骤1.预处理：将锂电池充满电，静置一段时间，使电池内部状态稳定。
2.测量开路电压：使用电子天平测量电池质量，然后将电池放入测试系统，连接参考电极，测量电池的开路电压。
3.恒电流充放电测试：设置不同的充放电电流，对电池进行恒电流充放电测试。
记录电池在各个阶段的电压、电流和温度等参数。
4.循环性能测试：对电池进行多次充放电循环，观察电池性能的变化。
5.安全性能测试：模拟电池过充、过放、短路等极端工况，评估电池的安全性能。
四、数据分析1.充放电曲线：通过充放电曲线可以了解电池的容量、能量密度、功率密度等性能指标。
2.循环寿命：根据循环性能测试数据，可以评估电池的循环寿命。
3.安全性能：通过安全性能测试数据，可以评估电池在极端工况下的安全性能。
五、结论锂电池三电极测试方法是一种全面评估电池性能的手段，通过对电池在不同工况下的电压、电流和温度等参数的测量，可以为电池的研发、生产和应用提供重要的参考依据。
锂电池检测方法
锂电池检测方法
首先，我们需要了解锂电池的基本结构和工作原理。
锂电池由正极、负极、隔
膜和电解质组成，其中正极和负极之间通过电解质和隔膜相隔开来。
在充放电过程中，锂离子在正负极之间来回迁移，完成电能的存储和释放。
了解锂电池的基本结构和工作原理，有助于我们更好地理解其检测方法。
其次，常用的锂电池检测方法包括外观检查、电压测试、内阻测试、循环寿命
测试等。
外观检查主要是通过目测和显微镜观察锂电池外壳是否有变形、渗漏、破损等情况，以及端子是否存在腐蚀、氧化等现象。
电压测试是通过测量锂电池的开路电压和闭路电压来判断其电荷状态和健康状况。
内阻测试则是通过测量锂电池的内部电阻来评估其性能和安全性能。
循环寿命测试是通过模拟锂电池的充放电循环过程，来评估其使用寿命和稳定性能。
除了以上常用的检测方法外，还有一些先进的锂电池检测技术，如红外热成像、X射线探测、核磁共振等。
这些技术能够更准确地检测锂电池的内部结构和性能，帮助我们更全面地评估锂电池的安全性能。
需要注意的是，锂电池检测需要专业的设备和技术支持，因此建议在专业人员
的指导下进行。
另外，锂电池检测过程中需要注意安全防护措施，避免发生意外事故。
综上所述，锂电池的安全性能对于我们的生活和工作具有重要意义，因此我们
需要掌握一些常用的锂电池检测方法，以确保其安全可靠地使用。
希望本文能够帮助您更好地了解和掌握锂电池的检测技术，确保锂电池的安全使用。
锂电池全电测试原理
锂电池全电测试原理锂电池是一种常见的电池类型，广泛应用于移动设备、电动车辆和储能系统等领域。
在使用锂电池之前，我们需要进行全电测试，以确保电池的性能和安全性。
本文将介绍锂电池全电测试的原理和过程。
全电测试是指将锂电池的电量充满至100%，以评估其容量和性能。
这项测试通常在电池出厂前进行，以确保电池在正常使用之前经过充分检验。
全电测试的目的是确定电池的实际容量和充放电效率，以及检测电池是否存在任何问题或缺陷。
全电测试的原理基于电池的化学反应。
锂电池是一种可充电电池，由正极、负极和电解质组成。
在充电过程中，正极材料（通常是氧化钴）释放出锂离子，通过电解质传输到负极材料（通常是石墨）。
这时，电池储存了电能。
在全电测试中，我们使用充电器将电池连接到电源，并将电量充满至100%。
充电器会根据电池的额定电压和电流进行充电，直到电池达到满电状态。
这个过程中，需要监测电池的电压和电流，以确保充电过程的稳定性和安全性。
充电完成后，我们需要将电池从充电器中断开，并等待一段时间以使电池回到静置状态。
这个过程称为静置放电，它可以排除电池表面电荷和暂时性电流，以获得准确的测试结果。
接下来，我们使用特定的测试设备，如电池测试仪或电池分析仪，来测试电池的容量和性能。
这些设备会通过测量电压、电流和放电时间等参数来评估电池的实际容量和性能。
测试结果可以用来判断电池的健康状况和使用寿命。
锂电池全电测试是一项重要的过程，用于评估电池的性能和安全性。
通过充满电池并使用特定的测试设备，我们可以准确地评估电池的容量和性能，并确保其符合要求。
这样可以提高电池的可靠性和使用寿命，同时也保障了使用锂电池产品的安全性。
锂电池充放电循环测试课件
连接电池与充电器
将电池正确连接到充电器上。
启动充电
按照设定的参数启动充电 过程。
监控充电状态
实时监测电池的充电状态， 包括电压、电流和温度等 参数。
放电过程
断开充电器
在电池充满电后，断开电池与充 电器的连接。
连接放电设备
将电池正确连接到放电设备上。
启动放电
按照设定的参数启动放电过程。
数据记录与分析
提供参考。
PART 04
测试结果解读
电池性能指标
电池容量
表示电池在特定条件下 能够存储的最大电量，
单位为mAh或Ah。
充放电效率
表示电池在充放电过程 中的能量转换效率，以
百分比表示。
内阻
表示电池内部电阻的大 小，对电池充放电性能
和发热量有影响。
自放电率
表示电池在不使用情况 下，电量自行流失的速 度，通常以每月的百分
测试环境要求
测试温度应保持在25±5℃范围 内，过高或过低的温度会影响 电池性能和安全性。
测试湿度应保持在50%-70%范 围内，过高或过低的湿度可能 会影响测试结果的准确性。
测试电源应具备过流保护和短 路保护功能，以防止电流过大 或短路对电池造成损坏。
电池使用与维护建议
避免将电池长时间置于高温环境 中，使用后应及时将电池放置在
PART 03
充放电循环测试步骤
测试前的准备
01
02
03
确认测试设备
确保测试设备完好，包括 电池、充电器、放电设备、 数据采集系统等。
设定测试参数
根据电池规格和测试要求， 设定合适的充放电电压、 电流和容量等参数。
准备安全防护措施
确保测试环境安全，准备 好灭火器、绝缘手套等安 全防护措施。
锂离子电池性能验证介绍资料课件
VS
详细描述
电池的结构设计决定了其内部电场分布、 离子传输路径和热传导路径。合理的结构 设计可以有效提高电池的能量密度、功率 密度和循环寿命。例如，采用更紧凑的电 极结构、优化隔膜孔径和分布以及改进电 池外壳的散热设计等措施，都可以提高锂 离子电池的性能。
制程工艺优化
总结词
通过改进制程工艺，可以降低生产成本、提 高生产效率和电池性能。
快速充电
锂离子电池充电速度快，可在 短时间内充满电。
无记忆效应
与传统的镍镉和镍氢电池不同 ，锂离子电池没有记忆效应， 可以随时充电而不会影响其性
能。
锂离子电池的应用领域
电动汽车
锂离子电池因其高能量 密度和长寿命等特点， 已成为电动汽车的主要
动力来源。
混合动力汽车
混合动力汽车也广泛采 用锂离子电池作为辅助
锂离子电池性能验证 介绍资料课件
目录
• 锂离子电池概述 • 锂离子电池性能参数 • 锂离子电池性能测试方法 • 锂离子电池性能优化方案 • 锂离子电池市场前景与趋势
01
锂离子电池概述
锂离子电池的工作原理
锂离子电池由正极、负极、电解液和隔膜组成。在充电过程中，锂离子从正极通过 电解液和隔膜移动到负极，放电过程中则相反。
动力系统。
移动设备
手机、平板电脑、笔记 本电脑等移动设备也大
量使用锂离子电池。
储能系统
锂离子电池在家庭储能 、商业储能和电网级储 能等领域也有广泛应用
。
02
锂离子电池性能参数
容量
总结词
容量是锂离子电池最重要的性能 参数之一，表示电池能够存储的 电量。
详细描述
电池的容量通常以mAh（毫安时 ）或Ah（安时）为单位，它决定 了电池能够提供的电量。容量越 大，电池的续航能力越强。
锂电测试知识点
锂电测试知识点锂电池是一种常见的能量存储设备，广泛应用于电子设备、电动车以及新能源领域。
对于锂电池的测试和评估，是确保其性能和安全性的关键步骤。
本文将介绍锂电测试的知识点，帮助读者了解锂电池测试的基本原理和步骤。
1.了解锂电池的基本原理和组成结构。
锂电池是一种通过锂离子在正负极之间传递来储存和释放电能的设备。
它由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极和负极通常由锂化合物制成，电解质可以是液态或固态，而隔膜则用于阻止正负极直接接触。
2.掌握锂电池的常见测试参数。
在进行锂电池测试时，有几个关键参数需要特别关注。
其中包括容量、内阻、循环寿命和安全性能。
容量是指锂电池可储存的电能量，通常以毫安时（mAh）或安时（Ah）表示。
内阻是指电池在放电过程中产生的电阻，循环寿命是指锂电池能够进行多少次完整的充放电循环，而安全性能则是指锂电池在充放电过程中的稳定性和防护性能。
3.确定适当的测试方法和设备。
根据锂电池的具体需求和测试目的，需要选择适当的测试方法和设备。
常用的测试方法包括恒流充放电测试、循环充放电测试和交流阻抗测试。
相应的测试设备包括充放电测试仪、电池测试仪和阻抗测试仪等。
4.进行锂电池的恒流充放电测试。
恒流充放电测试是一种常用的测试方法，用于评估锂电池的容量和循环寿命。
测试时，首先将锂电池放电至特定的电压，然后以恒定的电流进行充电，直到电池的电压达到设定的终止电压。
接着，锂电池再以相同的电流进行放电，直到电压降至设定的终止电压。
通过记录充放电过程中的电流和时间，可以计算出锂电池的容量和循环寿命。
5.进行锂电池的交流阻抗测试。
交流阻抗测试是一种用于评估锂电池内阻和安全性能的方法。
测试时，通过施加交流信号并测量电压和电流响应，可以计算出锂电池的阻抗谱。
阻抗谱提供了锂电池在不同频率下的电阻、电容和电感等信息，从而帮助评估锂电池的性能和稳定性。
6.分析和解读测试结果。
完成锂电池测试后，需要对测试结果进行分析和解读。
锂离子电池内部短路检测方法及检测判据设置,验证方法
一、引言锂离子电池作为目前电动汽车和移动设备中最常用的电池类型，其内部短路的检测方法和判据设置以及验证方法变得尤为重要。
因为内部短路是锂离子电池容易发生的安全隐患之一，一旦发生内部短路，有可能导致电池过热甚至爆炸，对人身和财产造成极大的危害。
本文将重点围绕锂离子电池内部短路检测方法及检测判据设置、验证方法展开探讨。
二、锂离子电池内部短路的检测方法1. 电压法锂离子电池内部短路的检测方法之一是电压法，这是一种常用的检测方法。
该方法利用电池内部短路后，短路处电荷传输路径的突变，导致器件之间的电压失衡，从而可以通过监测电池端子的电压来判断是否存在内部短路。
2. 温度法温度法是另一种用于检测锂离子电池内部短路的方法。
内部短路会使得电池局部温度升高，通过监测电池表面或内部的温度变化，可以对电池是否存在内部短路进行判断。
3. 等效电路法等效电路法是一种比较先进的内部短路检测方法，它通过对锂离子电池建立等效电路模型，分析电路参数的变化，来判断是否存在内部短路。
这种方法需要在电池管理系统中进行复杂的算法处理，但可以提供更精准的内部短路检测结果。
三、锂离子电池内部短路的检测判据设置1. 电压突变电压突变是判断锂离子电池内部短路的重要判据之一。
当电池内部出现短路时，电池端子之间的电压会迅速发生变化，可以通过设定电压突变的阈值来进行内部短路的判定。
2. 温升速率温升速率也是判断内部短路的重要指标之一。
内部短路会导致电池局部温度迅速升高，设定合理的温升速率阈值，可以对内部短路进行及时准确的判断。
3. 等效电路参数变化对于等效电路法进行内部短路检测的情况，需要设定好电路参数变化的阈值，以便及时发现内部短路并进行判断。
四、锂离子电池内部短路的验证方法1. 循环充放电测试循环充放电测试是一种常用的锂离子电池内部短路验证方法。
通过对电池进行多次充放电循环，观察电池的性能变化，可以对内部短路进行验证。
2. 电化学阻抗谱分析电化学阻抗谱分析是一种高精度的内部短路验证方法，它可以通过对电池进行交流电信号的响应分析，来判断电池内部是否存在短路。
实验5 锂离子电池装配及表征----实验报告
实验5 锂离子电池装配及表征一．锂离子电池的工作原理锂离子电池是在以金属锂及其合金为负极的锂二次电池基础上发展来的。
在锂离子电池中, 正极是锂离子嵌入化合物, 负极是锂离子插入化合物。
在放电过程中, 锂离子从负极中脱插, 向正极中嵌入, 即锂离子从高浓度负极向低浓度正极的迁移；相反, 在充电过程中, 锂离子从正极中脱嵌, 向负极中插入。
这种插入式结构, 在充放电过程中没有金属锂产生, 避免了枝晶, 从而基本上解决了由金属锂带来的安全问题。
在充放电过程中, 锂离子在两个电极之间来回的嵌入和脱嵌, 被形象地称为“摇椅电池”(Rocking Chair Batteries), 它的工作原理如图 1.1所示。
二．锂离子电池的制备工艺和需要注意的问题1.制备工艺流程配料----和膏-----涂板----干燥-----冲片-----压片-----扣式电池的组装（具体过程见讲义）2.需要注意的问题（思考题第一题）扣式锂离子电池制备工艺的关键是和膏、电极制备、电池装配及封口。
研究发现, 和膏及电极制备工艺对活性物质是否掉粉有重要影响, 而电池的装配和封口工艺则是影响扣式锂离子电池充放电性能的主要因素。
（2）当正极原料配比固定时, 对极片质量影响最大的便是搅拌过程, 搅拌方法选择不好将会导致极片的导电性降低和极片掉粉, 极片掉粉将会直接影响电池容量等。
搅拌方式有超声波搅拌、磁力搅拌、强力搅拌以及手工研磨。
经研究发现采用强力搅拌和超声波搅拌得到的极片质量最好, 而在本实验中我们使用的搅拌效果最差的手工研磨, 这很难得到好的结果。
所以在和膏时要注意搅拌方式的选择。
（3）干燥温度和时间选择不适也会导致极片掉粉, 干燥的目的是为了除去膏体中大量的溶剂NMP 以及在配膏过程中吸收到的水分, 温度和时间都应选择合适。
压片时压力要选择适中, 压片的目的主要有两个: 一是为了消除毛刺, 使极片表面光滑、平整, 防止装配电池时毛刺穿透隔膜引起短路; 二是增强膏和集流体的强度, 减小欧姆电阻。
锂聚合物(锂电)电池基本原理讲解
1、基本工作原理1）、正极反应： LiCoO2 ===== Li1-xCoO2 + x Li+ + xe-2）、负极反应： 6C + x Li+ + xe- ===== LixC63）、电池反应：LiCoO2 + 6C ====== Li1-xCoO2 + LixC64）、电池的电动势：（1）、定义：在没有电流的情况下，电池正、负极两端的电位差。
（2）、影响因素：由电极材料决定，不受其它任何辅助材料影响。
2、电压特性1）、开路电压：用电压表直接测量的正、负极两端的电压。
E = V – I R2）、工作电压范围：2.75 ~ 4.2 volt。
3）、额定电压：3.6 volt。
4）、平均工作电压: 3.72 volt。
5）、影响电压特性的基本因素（1）、电极材料；（2）、电极配方；（3）、电池设计；4、工作电流：1）、电极的极化：由于电池电极上有电流通过，导致电极电位偏离平衡状态。
a、欧姆极化：电池材料的电阻影响。
b、电化学极化：得失电子的难易，导致电极电位偏离平衡状态。
c、浓差极化：由于离子迁移速度慢，导致电极电位偏离平衡状态。
2）、极化与电流的关系：ie < ir < ic2）、工作电流的确定：《 ic； 2-3 mA/cm2；3）、影响工作电流的因素（1）、电极配方，导电材料性能、用量、粘合剂用量。
（2）、极片的面积；（3）、极片压实密度；（4）、钝化膜的厚度；化学电源在实现能量的转换过程中，必须具有两个必要的条件：一. 组成化学电源的两个电极上进行的氧化还原过程，必须分别在两个分开的区域进行，这一点区别于一般的氧化还原反应。
二. 两电极的活性物质进行氧化还原反应时所需电子必须由外线路传递，这一点区别于金属腐蚀过程的微电池反应。
为了满足以上的条件，任何一种化学电源均由以下四部分组成：1、电极电池的核心部分，它是由活性物质和导电骨架所组成。
活性物质是指正、负极中参加成流反应的物质，是化学电源产生电能的源泉，是决定化学电源基本特性的重要部分。
实验 锂离子电池的测试
实验1.5 锂离子电池的测试一.实验目的1、了解可充锂离子电池的工作原理2、了解电解质溶液的导电机理3、掌握纽扣锂离子电池的电极材料、电极的制备工艺及纽扣锂离子电池的装配4、掌握锂离子电池电性能测试方法二.实验原理可充锂离子电池工作原理：充电时锂从氧化物正极晶格间脱出，锂离子迁移通过有机电解液，嵌入到碳材料负极中，同时电子补偿电荷从外电路供给到碳负极，保证负极的电荷平衡；放电时则相反，锂从负极碳材料中脱出回到氧化物正极中。
锂离子电池的充放电反应通常可简单表示为（正向反应为充电过程，逆向反应为放电过程，其中 Me 为过渡金属，如Co、Mn、Ni等）：Li x MeO2+ 6C →MeO2+LixC6在充放电过程中，Li＋在正负极间嵌入脱出往复运动犹如来回摆动的摇椅，因此这种电池又被称“Rocking-chair batteries”，即摇椅式电池。
锂离子充放电的原理与结构示意图：图1.5.1 典型的锂离子电池示意图下面以尖晶石型LiMn2O4为正极材料、富锂层状石墨为负极，叙述锂离子电池充放电过程：（1）正极放电时，正极从外部电路获得电子，锂离子嵌入正极材料，部分Mn 4+被还原为Mn 3+；充电时，正极把电子释放给外部电路，锂离子从正极材料中脱嵌进入电解液，电极反应为+-x 24x+y 24Li Mn O +yLi +ye Li Mn O 放电充电（2） 负极放电时，负极石墨层间的锂离子脱嵌进入电解液，电子通过外电路释放，充电时，负极从外部电路获取电子，锂离子嵌入石墨层间，相应的电极反应为：++-z z-y Li C Li C+yLi +ye 放电充电对于磷酸钛锂的充放电反应是在LiTi 2(PO 4)3和Li 3Ti 2(PO 4)3两相间进行的，充电时Li +嵌入LiTi 2(PO 4)3中转化为结构相似的Li 3Ti 2(PO 4)3，放电时Li +从Li 3Ti 2(PO 4)3中脱出形成LiTi 2(PO 4)3：充电反应：+-2433243LiTi (PO )+2Li +2e Li Ti (PO )−−−→充电放电反应：+-3243243Li Ti (PO )LiTi (PO )+2Li +2e −−−→放电锂离子插入和脱出磷酸钛锂结构的过程中，电压维持在2.5V 。
锂离子电池测试最全总结：原理、方法步骤、数据分析：CV、EIS、充放电、微分电压电容、倍率。。。
锂离⼦电池测试最全总结：原理、⽅法步骤、数据分析：CV、EIS、充放电、微分电压电容、倍率。
锂离⼦电池具有能量密度⾼、安全性好、⽆记忆效应、循环寿命长等优势，被⼴泛应⽤于便携式电⼦产品领域，⽽近年来新能源汽车市场已成为全球锂电产业⾼速发展的主要动⼒。
此外，电化学储能作为电⽹储能技术的重要组成部分，在削峰填⾕、新能源并⽹和电⼒系统辅助服务中扮演愈发重要的⾓⾊。
在锂离⼦电池的充放电过程中，发⽣多个电化学反应过程，影响着电极材料的结构形貌和电池性能。
例如，电极材料的⽐容量和放电平台决定电池的能量密度，⽽材料或者电池的阻抗决定离⼦的扩散过程及电池的功率密度。
⼀般通过循环伏安、交流阻抗、充放电等电化学测试技术来研究锂离⼦电池等电化学储能器件中的电化学反应过程和电池的循环性能。
鉴于电化学测试技术的快速进步和数据分析⽅法的不断完善，本⽂对循环伏安、电化学阻抗和充放电等电化学测试技术展开详细的介绍，概述了这些电化学技术的测试原理和操作⽅法，并对⼀些典型的应⽤案例进⾏了深⼊分析，进⽽指出了电化学测试技术在锂离⼦电池发展中存在的局限性及其未来发展趋向。
⼀、循环伏安技术【测试原理】在锂离⼦电池的电分析技术中，循环伏安法（CV）是电化学⼯作者普遍使⽤的⼀种⽅法。
该⽅法是将⼀个线性变化电压（等斜率电压）施加在⼀个电极上。
扫描区域可以控制在静置电位的±3 V范围内，⼤多数电极反应都发⽣在这个电位区域，⼀般不超过±5 V。
在循环伏安法中，起始扫描电位可表⽰为E = Ei − vt式中：Ei——起始电位；t——时间；v——电位变化率或扫描速率。
反向扫描循环定义为E = Ei + v′t其中 v'常常与 v值相同，将其与适当形式的 Nernst⽅程相结合可以得到⼀个描述电极表⾯粒⼦流量的表达式，该表达式可以⽤连续⼩步进⾏积分求和的⽅法求其解。
如所施加的电压接近该电极过程的可逆电位时，有⼀⼩电流通过，接着迅速增⼤，但随着反应物的耗尽，电流在电位稍⾼于标准电位处变成某⼀有限数值。
锂电池包构成及测试方法
锂电池包构成及测试方法锂电池包是由若干个单体锂电池按一定排列方式组成的电池模组，常用于电动车、家用电器等领域。
在设计和制造锂电池包时，需要考虑安全性、性能和可靠性等因素。
同时，为保证锂电池包的性能和安全使用，需要进行相关测试。
一、锂电池包构成1.单体锂电池：锂电池包的核心组件。
常用的锂电池包括锂离子电池、锂聚合物电池等。
2.电池管理系统（BMS）：用于监测和控制电池组的电流、电压、温度等参数，以确保锂电池组工作在安全和稳定的状态下。
3.电池支撑结构：用于固定单体电池以及在整个锂电池包中起到结构支撑的作用。
常用的支撑结构包括金属支架、隔板等。
4.电池保护装置：用于避免锂电池组过充、过放、短路等情况的保护装置。
常见的保护装置包括保险丝、保险板、保险瓦等。
5.冷却系统：用于控制锂电池组的工作温度，防止过热造成损害。
常用的冷却系统包括风扇、散热片等。
二、锂电池包测试方法1.充放电性能测试：测试锂电池包的容量、循环寿命等。
常用方法包括恒定电流放电法、充放电循环法等。
2.安全性能测试：测试锂电池包在过充、过放、短路等异常情况下的安全性能。
常用方法包括过充测试、过放测试、短路测试等。
3.电池管理系统测试：测试电池管理系统的准确性和稳定性。
常用方法包括监测电流、电压、温度等参数，以及对电池组的充放电控制。
4.环境适应性测试：测试锂电池包在不同温度、湿度、振动等环境条件下的适应性。
常用方法包括温度循环测试、湿热循环测试、振动测试等。
5.安全性能验证：验证锂电池包的安全性能是否符合相关标准和要求。
常用方法包括冲击测试、穿刺测试等。
6.整体性能测试：经过上述测试后，对整个锂电池包进行综合测试，评估其性能和安全性。
常用方法包括整体容量测试、整体循环测试等。
总结：锂电池包由单体锂电池、电池管理系统、电池支撑结构、电池保护装置和冷却系统等组成。
为保证锂电池包的性能和安全性，需要进行充放电性能测试、安全性能测试、电池管理系统测试、环境适应性测试、安全性能验证和整体性能测试等。
锂电池工程师解析锂电池的基本原理与结构
锂电池工程师解析锂电池的基本原理与结构锂电池是一种常见且广泛应用的二次电池，被广泛应用于电子设备、电动车辆、能源储存等领域。
本文将从锂电池的基本原理和结构两个方面进行解析。
一、锂电池的基本原理锂电池的基本原理是利用锂离子在正负极间的迁移来实现电荷的转化。
首先我们来介绍锂离子的迁移过程。
1. 锂离子的迁移过程锂离子在充电过程中从正极释放，并通过电解质溶液迁移到负极。
而在放电过程中，锂离子从负极迁移到正极。
这一迁移的过程是可逆的，也就是说锂电池是一种可充放电电池。
2. 电化学反应锂电池的正极和负极是通过电化学反应来释放和存储电荷的。
以锂离子电池为例，正极材料一般为氧化物（如LiCoO2、LiFePO4等），负极材料一般为碳材料（如石墨）。
充电时，正极材料中的金属离子被氧化成锂离子，而负极材料中的锂离子则被还原成金属离子。
放电时，反应方向相反。
锂电池的基本原理是利用锂离子的迁移和电化学反应来实现充放电过程，从而将化学能转化为电能。
二、锂电池的结构锂电池的基本结构包括正极、负极、电解质和隔膜。
1. 正极锂电池的正极一般采用氧化物作为材料，如氧化钴（LiCoO2）或磷酸铁锂（LiFePO4）。
正极材料的选择对于电池性能和循环寿命有着重要的影响。
2. 负极锂电池的负极通常采用石墨作为材料。
石墨的层状结构能够很好地嵌入和释放锂离子，从而实现电荷的储存和释放。
3. 电解质锂电池的电解质是连接正负极，传递离子的介质。
目前主要有无机电解质和有机电解质两种。
无机电解质具有较高的离子导电性，但具有较低的电容量；有机电解质的离子导电性较低，但电容量较高。
4. 隔膜锂电池的隔膜起到隔离正负极的作用，防止短路和电解液的混合。
常见的隔膜材料包括聚丙烯薄膜和聚乙烯薄膜等。
锂电池的结构设计需要考虑正负极、电解质和隔膜的选材和组装方式，以实现高性能的电池性能和循环寿命。
结论本文从锂电池的基本原理和结构两个方面进行了解析。
锂电池利用锂离子的迁移和电化学反应来实现充放电过程，将化学能转化为电能。
锂离子电池全解析——原理、结构、工艺篇
锂离子电池全解析——原理、结构、工艺篇小贴士：锂系电池分为锂电池和锂离子电池。
锂电池即锂金属电池，一般是指使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
放电反应为：Li+MnO2=LiMnO2。
然而，通常金属态的锂非常活泼，会与电解质产生不良反应，导致电解质过热，甚至导致燃烧。
由于金属锂的安全问题尚未完全突破，目前商用化的锂系电池均为锂离子电池。
锂离子电池工作原理锂离子电池：是一种二次电池（充电电池），主要依靠锂离子在正负极之间的往返嵌入和脱嵌来工作，实现能量的存储和释放。
以钴酸锂正极、石墨负极系锂离子电池为例：充电时，在外加电场的作用下，正极材料LiCoO2分子中的锂元素脱离出来，成为带正电荷的锂离子Li+，从正极移动到负极，与负极的碳原子发生化学反应，生成LiC6，从而“稳定”的嵌入到层状石墨负极中。
放电时相反，内部电场转向， Li+从负极脱嵌，顺电场方向，回到正极，重新成为钴酸锂分子LiCoO2，这样的工作原理被形象的称为“摇椅电池”。
参与往返嵌入和脱嵌的锂离子越多，电池可存储能量越大。
LiCoO2/C系锂离子电池工作原理LiCoO2/C系锂离子电池充放电反应式锂离子电池结构与材料锂离子电池有着能适应不同应用场景的各种形状和构造，其主要构成均为正极、负极、隔膜、电解液及外壳。
锂离子电池结构图：a. 圆柱型锂离子电池b. 方型锂离子电池c. 纽扣锂离子电池d. 薄膜锂离子电池(图片出处：J M, Armand M. Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries[J]. Nature, 2001, 414(6861): 359-367.)正极为了实现上述能量存储与释放的功能，正极材料需要有稳定的电化学性能，不易分解的结构，较高的氧化还原电位和越高越好的比容量，经过产学界长期的研究和探索，现已付诸商用的正极材料有：磷酸铁锂（LFP）、钴酸锂（LCO）、锰酸锂（LMO）以及三元材料：镍钴锰酸锂（NCM）、镍锰铝酸锂（NCA）等。
锂电池包构成和测试方法
4、使用仪器设备：微电脑测试仪
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
八、内阻测试 1、内阻测试是判断电池自耗电
大小旳一种指标，当内阻过大时， 影响放电，甚至不能放电，
2、影响电池旳主要原因有电芯、 镍片和保护板。
3、使用仪器设备：内阻测试仪
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
十二、套机测试 1、主要目旳： 1.1 检测电池装配旳松紧度； 1.2 检测电池装入机器中能否
正常使用，如开、关机是否正常， 电量显示是否符合规律。
2、套机测试是测试电池能否正常 使用旳唯一原则。
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感谢大家参加此 次培训！！！
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九、ID电阻（或者电压）测试 1、 ID电阻也称为辨认电阻，是用来辨 认机器身份旳一种阻值（或者电压 值） 2、电阻值一般参照电池预览表。 3、使用仪器设备：微电脑测试仪或 者数字万用表
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
十、T电阻测试 1、T电阻测试：即热敏电阻是侦测 充电放电过热旳电阻值， 2、热敏电阻（NTC），在25℃下， 电阻值接近标称值。 3、电阻值一般参照电池预览表。 4、使用仪器设备：微电脑测试仪或 者数字万用表
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
3、使用仪器设备：4.0~5.0Ω水泥 电阻，8.0~10.0Ω水泥电阻
七、短路测试文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。 1 短路测试：判断电池短路保护功
能是否正常。 2 测试措施：一般情况下使用微电
脑测试仪, 特殊情况下：如微电脑测 试仪不能经过，或者不及做测试夹 具时，使用导线直接短路。
锂电池结构与原理
锂电池原理和结构1、锂离子电池的结构与工作原理：所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。
人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的，独特机理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”，俗称“锂电”。
以LiCoO2为例：⑴电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。
这就需要一个电极在组装前处于嵌锂状态，一般选择相对锂而言电位大于3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4。
⑵为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物，包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz(x=O.4〜0.6,y=0.6〜0.4,z=(2+3x+5y)/2)等。
2、电池一般包括：正极(positive)、负极(negative)、电解质(electrolyte)、隔膜(separator)、正极引线(positivelead)、负极引线(negativeplate)、中心端子、绝缘材料(insulator)、安全阀(safetyvent)、密封圈(gasket)>PTC(正温度控制端子)、电池壳。
一般大家较关心正极、负极、电解质..負和弼诗|j r K壬锂电池的详细介绍1、锂离子电池锂离子电池目前由液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)两类。
其中，液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。
正极采用锂化合物L iC oO2或LiMn2O4,负极采用锂-碳层间化合物。
锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是21世纪发展的理想能源。
2、锂离子电池发展简史锂电池和锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池。
这种电池的负极是金属锂，正极用MnO2,SOCL2,(CFx)n等。
锂离子电池测试技术
3. 1C5A放电容量
• 电池按充电制式1充电后搁置0.5~1h，以1C5A放电到终 止电压，放电时间应不低于51min。
电池性能的检测标准
• 高低温性能
1. 高温性能：
• 将电池按充电制式1充电后，放入55±2℃高温箱 中恒温2h，以1C5A放电至终止电压，放电时间应 不低于51min，电池外观无变形、无爆裂。
– 对于充电过程的主要参数主要包括
• 充电接受能力（充电效率） • 充电最高电压
– 关于充电效率以及最高充电电压
• 充电效率：电池在充电时用于活性物质转化的电能与充电时所消 耗的总电能之比，以百分数表示。充电电流的大小、充电方法、 充电时的温度直接影响充电效率。充电效率高表示电池接受充电 的能力强，充电初期充电效率较高，接近100%，充电后期由于电 机极化增加，充电效率较低，在电极上伴随有大量的气体析出。 • 充电最高电压：标志整个充电过程的电压。充电电压越低，说明 电池在充电过程中的极化就越小，电池的充电效率就越高，电池 的使用寿命就有可能更长。
锂离子电池基本概念
• 电池性能的基本概念
– 电池容量
• 是指电池获得电量的值，常用C表示，单位常用Ah或mAh表示。 电池容量通常分为理论容量、实际容量和额定容量。
– 电池的贮存性能
• 是指电池开路时，在一定条件下容量自行下降的现象，也称自 放电。对于二次电池来说，贮存性能称充电保持能力。 • 自放电的大小，可用自放电率来表示，即用单位时间内容量降 低的百分数来表示： X%=(C前-C后) / C前*T*100%
锂离子电池基本概念
• 工作原理
– 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，Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极。
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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． 行业标准放电平台为７０％以上，平台放电时间＞４２ｍｉｎ ． 放电倍率 电池容量除以１小时的电流称为１Ｃ，大倍率放电时容量一般 会比小倍率放电低． 注：容量，平台，倍率性能可采用电池测试柜进行检测． ２８ 放电曲线图 Ｔｈｅ Ｃｕｒｖｅ ｏｆ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ４．２ ４ Ｖｏｌｔａｇｅ（ｖ） ３．８ ３．６ ３．４ ３．２ ３ ０ ２００ ４００ ６００ ８００ Ｃａｐａｃｉｔｙ（ｍＡｈ） １０ ００ １２００ １４００ ３０５５６６ ５０３７５９ ５５３４５０ 放电平台对数码产品使用效果影响很大，当数码产品 要求最低工作电压为３．６Ｖ时 ，低于平台电压的部分容量 就不能发挥作用． ２９ 倍率放电比较曲线 ＢＫ １８６５０Ｓ２０－１５００ｍＡｈ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ Ｒａｔｅ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｒｉｃｓ ４．１５ ３．９５ Ｖｏｌｔａｇｅ ／Ｖ ３．７５ ３．５５ ３．３５ ３．１５ ２．９５ ０．０％ １Ｃ ５Ｃ ８Ｃ １０Ｃ １５．０％ ３０．０％ ４５．０％ ６０．０％ ７５．０％ ９０．０％ Ｒａｔｅ Ｏｆ Ｄｉｓｃｈａｇｅ Ｃａｐａｃｉｔｙ（ Ｎｏｒｍａｌ １Ｃ Ｃａｐａｃｉｔｙ％） １０５．０％ 放电倍率越大，放电平台电压越低，放电能量会越小． 我司标准：２Ｃ容量＞０．５Ｃ容量 的９４％． ３０ （１） 电性能 电压——万用表 开路电压： 电池在开路状态下的端电压； 工作电压： 电池接通负载后在放电过程 中显示的电 压，又称放电电压． 内阻——电池内阻仪 电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻； 电池的内阻不是常数，在放电过程中会不断 变化，随 电压降低而增大，但不是线性关系，主要原因是电池 内部的活性材料的组成结 构，电解液浓度和温度都在 不断地改变． ３１ （２） 可靠性性能 测试项 循环寿命 高温放电 低温放电 荷电保持及恢复 高温高湿 其它环境可靠 性 国标要求 ＞３００次（８０％标称容量） ＞８５％标称容量（５５℃，４ｈ） ＞７０％标称容量（－２０℃，２ ４ｈ） ＞４．１Ｖ，＞９０％标称容量（２８ ｄａｙｓ） ＞８０％标称容量（４０℃，９０％ＲＨ，４８ｈ） ＞３．６Ｖ，无损伤， 漏液，冒烟，爆炸现象 ３２ （２） 可靠性性能 循环寿命——检测柜 １Ｃ充放电循环次数＞３００～５００次（８０％容量保持） ． Ｃａｐａｃｉｔｙ Ｐｅｒｃｅｎｔｓ（％） １００ ９０ ８０ ７０ ６０ ５０ ０ ５０ １００ １５０ ２００ ２５０ ３００ Ｃｙｃｌ ｅｓ（３Ｃ Ｃｈａｒｇｅ／１０Ｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ） ３５０ ３３ （２） 可靠性性能 高低温放电性能——检测柜＋高低温箱 ５５℃环境下１Ｃ放电，容量＞８５％＠２５ ℃； －２０℃环境下０．２Ｃ放电，容量＞７０％＠２５ ℃． ４．２５ Ｖｏｌｔａｇｅ（Ｖ） ４ ３．７５ ３．５ ３．２５ ３ ２．７５ ０ ２００ ４００ ６００ ８００ Ｃａｐａｃｉｔｙ（ｍＡｈ） １０００ １２００ １４００ ５５℃ －２０℃
ｐａｅ ２
２１ 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 １～ １．３ｍｏｌ／ｌ 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 质量指标： ２２ 电解液的发展 电解质： ＬｉＰＦ６——高温性能差（８０℃） ＬｉＢＦ４——高温性能好 ＬｉＢＯＢ——高温性 能特好（３００℃） 溶剂： ＥＣ（４０℃）／ＤＥＣ／ＤＭＣ／ＥＭＣ／ＰＣ 发展趋势： 应用于特殊环境的电解 液开发 大电流，耐高温，耐低温，抗过充，阻燃型 ２３ 锂离子电池结构——隔膜 ！！！未完全国产化 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０．０１ ６～０．０２０ｍｍ 三层一般为０．０２０～０．０２５ｍｍ ２４ ７． 锂离子电池生产工艺流程 配料 涂布 制片 卷绕 封口 预充 注液 焊盖板 检测 包装 ２５ 工序流程关键控制点 序号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ 工序 配料 涂布 制片 卷绕 焊接 注液 预充 封口 检 测 品质控制点 搅拌速度，真空度，浆料粘度 涂布速度，厚度一致性，粘结度 压实厚度 ，极片整齐度，粉尘，极耳焊 接 卷绕整齐度，粉尘控制，短路测试 气密性测试，短路测试 注液量，注液速度，环境湿度，温度 预充电流，环境湿度，温度 漏液 容量，内阻，电压， 尺寸，外观 ２６ ８． 锂离子电池性能及测试 锂离子电池性能指标项 电性能 容量／ 放电平台／ 电压／ 内阻／倍率放 电性能 高温性能／ 低温性能／ 循环寿命／ 荷 电保持及恢复能力／高温高湿／ 高温 贮存性能／ 跌落／ 振动撞击／ 温度冲 击／ 低气压性能 过充／ 短路／ 热箱／ 过放电／ 针刺／ 挤 压／ 重物冲击／ 焚烧 ２７ 可靠性性能 安全性能 （１） 电性能 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， 单位为（安培×小时）， 简称安时（Ａｈ）或毫安时（ｍＡｈ）． 标称容量，实际容量，比容量（ｍＡｈ／ｇ， ｍＡｈ／Ｌ）． 放电平台
ｐａｇｅ １
锂离子电池 固态聚合物锂离子电池 按形状分类： 方形，圆柱形，钮扣形，卡片形，异形 ９ 应用领域（１）——数码产品 Ｄｉｇｉｔａｌ Ｂａｔｔｅｒｙ １０ 应用领域（２）——电动工具 １１ 应用领域（３）——动力设备 东风高尔夫球车 １２ 应用领域（３）——动力设备 Ｈｉｔａｃｈｉ车用Ｂａｔｔｅｒｙ系统 ＴＯＹＯＴＡ混合动力车Ｐｒｉｕｓ 波音Ｘ４５无人战机 混合动力城市大巴 １３ ６． 锂离子电池基本结构 正极 活性物质（ＬｉＣｏＯ２＼ＬｉＭｎＯ２＼ＬｉＮｉｘＣｏ１－ｘＯ２＼ＬｉＦｅＰＯ４） 导电剂，粘合剂，铝箔基体 负极 活性物质（石墨，ＭＣＭＢ） 粘合剂，（导电剂），铜箔基体 隔膜（ＰＰ／ＰＥ） 电解液（ＬｉＰＦ６ ＋ ＤＭＣ／ＥＣ／ＥＭＣ） 外壳五金件（壳，盖板，极耳，绝缘片 ，ＰＴＣ） １４ 方形锂离子电池结构图 １５ 聚合物锂离子电池结构图 两种方式 （１）卷绕 （２）叠片 １６ 圆柱形锂离子电池结构图 １７ 锂离子电池结构——正极 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） １８ 正极材料的发展 已商业化的正极材料： ＬｉＣｏＯ２——１４５ｍＡｈ／ｇ Ｌｉ（ＮｉｘＣｏｙＭｎ１－ｘ－ｙ）Ｏ２——１５０ｍＡｈ／ ｇ Ｌｉ（ＮｉｘＣｏ１－ｘ）Ｏ２——１７０ｍＡｈ／ｇ ＬｉＭｎ２Ｏ４——１１０ｍＡｈ／ｇ ＬｉＦｅＰＯ４——１３５ｍＡｈ／ｇ ＬｉＦｅＭ ＰＯ４——１５０ｍＡｈ／ｇ １９ 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０．０１２ｍｍ厚） 负极物质：石墨＋ＣＭＣ＋ＳＢＲ ２０ 负极材料的发展 已商业化和正开发的负极材料： 天然石墨——３００ｍＡｈ／ｇ 人造石墨——３３０ｍＡｈ／ｇ 石墨化碳微球——３４０ｍＡｈ／ｇ 改性天然石墨——３６０ｍＡｈ／ｇ 合金负极（Ｃ／Ｓｉ，Ｃ／Ｓｎ） —— ＞４００ｍＡｈ／ｇ 氧化物负极—— ＞４００ｍＡｈ／ｇ 锂合金负极—— ＞７００ｍＡｈ／ｇ
本文由ｊｑｓｘｙｃ贡献 ｐｄｆ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机 查看。 锂离子电池基础 曹建华 深圳邦凯电子有限公司 １ 深圳邦凯电子有限公司简介 深圳邦凯电子有限公司成立１９９９ 年，是中国锂电行 业的知名企业， 目前员工３０００多人，日产锂离子电 池３０万颗，拥有铝壳电池，聚合物 电 池，圆柱电池三大系列产品，可 满足数码产品，电动工具，电动玩 具，轻型电动车等多个 领域的动力 需要，可为客户提供完整的移动电 源解决方案．邦凯电子愿真心为您 服务 ． ２ 目录 １． ２． ３． ４． ５． ６． ７． ８． ９． １０． 电池分类 锂电池的发展简史 锂离子电池工作原理 锂离子电池特性 分类及应用 领域 锂离子电池的基本构成 锂离子电池的生产工艺流程 锂离子电池的性能及测试 安全保护技术 未来发展趋势 ３ １． 电池种类 一次电池 小型二次电池：镍镉，镍氢，锂离子 铅酸电池 燃料电池 太阳能电池－地 面光伏发电 其他新型电池 ４ ２． 锂电池发展简史 １． 锂原电池 １９７０年——锂原电池实现商品化，金属锂作负极材料， 二氧化锰和氟化炭等原料 作正极活性物质． ２． 液态锂离子电池 １９９０年——日本Ｓｏｎｙ公司率先研制成功锂离子电池，它 以含锂氧化物作正极，以 层状碳嵌锂取代传统锂原电池 的金属锂或锂合金作负极，１９９２年商业化． ３． 聚合物锂离子电池 １９９９年——聚合物锂离子电池实现商品化．这种电池的 电解质是以固态或胶体的 形式存在，有更好的安全性． ５ ３． 锂离子电池工作原理 锂离子电池是指靠Ｌｉ＋ 在正负极之间嵌入，脱出形成 的二次电池． 正极采用含锂 氧化合物ＬｉｘＭＯ２（Ｍ＝Ｃｏ／Ｎｉ／Ｍｎ） ． 负极采用锂－碳层间化合物ＬｉｘＣ６． 电解质为溶解有锂 盐ＬｉＰＦ６ 或ＬｉＡｓＦ６等的有机混合 物． 在充放电过程中，Ｌｉ＋ 在正负两个电极之间往返 嵌入 和脱嵌，被形象的称为＂摇椅电池＂． ６ 锂离子电池电工作原理－反应机理 正极反应：ＬｉＣｏＯ２ → Ｌｉ１－ｘＣｏＯ２ ＋ ｘＬｉ＋ ＋ ｘｅ负极反应：Ｃ ＋ ｘＬｉ＋ ＋ ｘｅ－ → Ｌｉ ｘＣ 总反应：ＬｉＣｏＯ２ ＋ Ｃ Ｌｉ１－ｘＣｏＯ２ ＋ ＬｉｘＣ ７ ４． 锂离子电池特性 充电电 池类型 锂离子 电池 氢镍 镉镍 电压 （Ｖ） ３．６ １．２ １．２ 能量密度 （Ｗｈ ／Ｌ） ６００ ２５０ ２４０ 循环 月自放 安全 记忆 有无 寿命 电率（％） 性 效应 污染 ５００２０ ００ ５００ ５００ ＜１０ ＞２０ ＞２０ 稍差 好 好 无 有 有 无 无 有 ８ ５． 锂离子电池的分类及应用 按壳体和电解质分类： （１） （２） （３） （４） （５） 液态铝壳锂离子电池 液态钢壳锂离子电池 液态软包装锂离子电池 胶体聚合物