ppt 锂离子电池
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《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
锂离子电池原理介绍(共19张PPT)
循环次数有限：
锰酸锂的300次左右 钴酸锂的500次左右 磷酸亚铁锂的2000次左右。
2021/10/27
第15页，共19页。
2.4 续航：能量密度有限
比较常见纯电动车续航里程列举：
聚合物（软包）383450
电动车名称
命名方法：按电池外观尺寸宽、厚、长
1、圆柱型18650型号，就是指电芯直径18mm长65mm。 5、亿纬EVE(惠州亿纬锂能股份有限公司)
第6页，共19页。
锂盐 溶剂
钢壳 铝壳 铝塑膜
2.1正极
➢ 正极——活性物质一般为磷酸铁锂（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。 正极材料选用决定锂电池名称。
第7页，共19页。
锂离子电池正极材料特性
2021/10/27
第8页，共19页。
第10页，共19页。
3.1电芯型号、规格
命名方法：按电池外观尺寸宽、厚、长
1、圆柱型18650型号，就是指电芯直径18mm长65mm。 2、方形锂离子383450型号，就是指电芯实体部分宽34mm厚3.8mm长50mm。 3、聚合物（软包）383450型号，就是指电芯实体部分宽34mm厚3.8mm长50mm。
锂离子电池介绍
第1页，共19页。
目录
一
锂离子电池工作原理
二
锂离子电池组成部分
三
锂离子电池分类
四
锂离子电池特性
五
锂电池性能参数识别
第2页，共19页。
一、锂离子电池原理
2021/10/27
第3页，共19页。
1.1充电原理
➢ 锂电池充电原理：锂离子电池为锂合金金属氧化物为正极材料的电池。 充电正极上发生的反应为 LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe充电负极上发生的反应为
锰酸锂的300次左右 钴酸锂的500次左右 磷酸亚铁锂的2000次左右。
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第15页，共19页。
2.4 续航：能量密度有限
比较常见纯电动车续航里程列举：
聚合物（软包）383450
电动车名称
命名方法：按电池外观尺寸宽、厚、长
1、圆柱型18650型号，就是指电芯直径18mm长65mm。 5、亿纬EVE(惠州亿纬锂能股份有限公司)
第6页，共19页。
锂盐 溶剂
钢壳 铝壳 铝塑膜
2.1正极
➢ 正极——活性物质一般为磷酸铁锂（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。 正极材料选用决定锂电池名称。
第7页，共19页。
锂离子电池正极材料特性
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第8页，共19页。
第10页，共19页。
3.1电芯型号、规格
命名方法：按电池外观尺寸宽、厚、长
1、圆柱型18650型号，就是指电芯直径18mm长65mm。 2、方形锂离子383450型号，就是指电芯实体部分宽34mm厚3.8mm长50mm。 3、聚合物（软包）383450型号，就是指电芯实体部分宽34mm厚3.8mm长50mm。
锂离子电池介绍
第1页，共19页。
目录
一
锂离子电池工作原理
二
锂离子电池组成部分
三
锂离子电池分类
四
锂离子电池特性
五
锂电池性能参数识别
第2页，共19页。
一、锂离子电池原理
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第3页，共19页。
1.1充电原理
➢ 锂电池充电原理：锂离子电池为锂合金金属氧化物为正极材料的电池。 充电正极上发生的反应为 LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe充电负极上发生的反应为
《锂离子电池》课件
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。
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
02
锂离子电池的组成
正极材料
01
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。
锂离子电池ppt
Page 18
4.电解质
2015年，全球电解液整体产量为11.1万吨，同比增长34.3%；中国电 解液产量为6.9万吨，同比增长52.7%；从增长速度来看，中国电解液产 量的增长速度明显高于全球。
Page 19
电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料 组成，在一定条件下，按一定比例配制而成的，其中电解质在电解液成 本中比重最大，也是电解液中技术壁垒最高的环节。
锂离子电池
纲要
1.介绍 2.正极材料
3.负极材料
4.电解质材料 5.隔膜材料
Page 2
1.介绍
锂离子电池结构组成
Page 3
工作原理
锂离子电池是一种以 Li+ 在正负极入 嵌和脱嵌来回循环的二次储能电池。 正极一般采用插锂化合物（右图以 LiCoO2为例），负极目前广泛使用石墨层 间锂化合物 LixC6 ，电解质主要是 LiPF6 、 LiClO4等有机溶剂，溶剂分为碳酸乙烯酯 EC 、碳酸丙烯酯 PC 、碳酸二甲酯 DMC 和氯 碳酸酯ClMC。 充电时， Li+ 从正极脱出，经过电解 质嵌入到负极，此过程中伴随电子从正极 沿外电路到达负极，保持正负极电荷平衡； 放电时， Li+ 从负极脱嵌，经电解质回归 正极，同时电子从外电路经负载返回，故 可以看做是一个可逆过程。所以一般要求 Li+ 在正负极来回入嵌、脱嵌过程中正负 极材料晶体结构不会发生明显变化，而只 引起材料层间距的变化。
单层 PE 25 21
单层 PE 25 26
离子阻抗/Ω cm2
2.23
2.55
1.36
1.85
2.66
2.56
孔隙率/% 熔化温度/℃
《锂离子电池介绍》课件
性能有重要影响。
发展趋势
寻找高比容量、高稳定 性、低成本的负极材料
是当前的研究重点。
电解液
作用
电解液在锂离子电池中起到传 输锂离子的作用，是电池内部
电荷转移的媒介。
种类
主要包括有机电解液和无机电 解液。
性能特点
电解液的离子电导率、电化学 稳定性、闪点等对电池的安全 性能和使用寿命有重要影响。
发展趋势
安全问题
锂离子电池在过充、过放、高温等条件下可能发生燃烧或爆炸，对使用者和环境造成威 胁。
解决方法
采用高安全性的材料，如阻燃电解质和高温稳定的正负极材料。同时，加强电池管理系 统，防止电池过充和过放，并实时监测电池温度和电压，确保电池在安全范围内工作。
锂离子电池的回收与再利用问题
回收与再利用问题
随着锂离子电池的大规模应用，废旧电池的处理和资源回收成为了一个重要的问题。
锂离子电池的种类
圆柱形锂离子电池
常见于电子产品，如手机、笔记本电 脑等。
方形锂离子电池
扣式锂离子电池
常用于小型电子设备，如手表、计算 器等。
适用于电动汽车、储能系统等领域。
锂离子电池的应用领域
01
02
03
电子产品
由于其高能量密度和较长 的使用寿命，锂离子电池 广泛应用于手机、笔记本 电脑等电子产品。
开发新型电解液体系以提高电 池性能和安全性是当前的研究
重点。
隔膜
作用
隔膜在锂离子电池中起到隔离正负极，防止 短路的作用，同时允许锂离子的通过。
性能特点
隔膜的孔径、孔隙率、透气性等对电池的充 放电性能和使用寿命有重要影响。
种类
主要包括聚烯烃隔膜和聚酯隔膜等。
发展趋势
发展趋势
寻找高比容量、高稳定 性、低成本的负极材料
是当前的研究重点。
电解液
作用
电解液在锂离子电池中起到传 输锂离子的作用，是电池内部
电荷转移的媒介。
种类
主要包括有机电解液和无机电 解液。
性能特点
电解液的离子电导率、电化学 稳定性、闪点等对电池的安全 性能和使用寿命有重要影响。
发展趋势
安全问题
锂离子电池在过充、过放、高温等条件下可能发生燃烧或爆炸，对使用者和环境造成威 胁。
解决方法
采用高安全性的材料，如阻燃电解质和高温稳定的正负极材料。同时，加强电池管理系 统，防止电池过充和过放，并实时监测电池温度和电压，确保电池在安全范围内工作。
锂离子电池的回收与再利用问题
回收与再利用问题
随着锂离子电池的大规模应用，废旧电池的处理和资源回收成为了一个重要的问题。
锂离子电池的种类
圆柱形锂离子电池
常见于电子产品，如手机、笔记本电 脑等。
方形锂离子电池
扣式锂离子电池
常用于小型电子设备，如手表、计算 器等。
适用于电动汽车、储能系统等领域。
锂离子电池的应用领域
01
02
03
电子产品
由于其高能量密度和较长 的使用寿命，锂离子电池 广泛应用于手机、笔记本 电脑等电子产品。
开发新型电解液体系以提高电 池性能和安全性是当前的研究
重点。
隔膜
作用
隔膜在锂离子电池中起到隔离正负极，防止 短路的作用，同时允许锂离子的通过。
性能特点
隔膜的孔径、孔隙率、透气性等对电池的充 放电性能和使用寿命有重要影响。
种类
主要包括聚烯烃隔膜和聚酯隔膜等。
发展趋势
《锂离子电池》课件
锂离子电池的未来发展趋势
1
提高电池的能量密度
研发新型电池材料和技术，提高电池
加强电池安全措施
2
的能量密度，以满足不断增长的能源 需求。
改进电池结构和管理系统，提高电池
的安全性，预防火灾和爆炸等安全事
故。
3
发展可回收的电池材料
研究和应用可回收的电池材料，减少
对有限资源的依赖，实现可持续发展。
探究新型电池结构
锂离子电池的优势和劣势
优势
1. 高能量密度 2. 长寿命 3. 环保
劣势
1. 成本高 2. 安全性问题
锂离子电池应用领域
1 电子产品领域
锂离子电池广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑等便携式设备。
2 电动汽车领域
锂离子电池是电动汽车的主要动力源，具有高能量密度和长续航里程。
3 其他领域
锂离子电池还应用于储能系统、航空航天等领域，为各个行业提供可靠的能源解决方案。
vehicles (EVs). Energy Storage Materials, 2019, 16: 246-266. 3. Goodenough, J. B., et al. Lithium-ion batteries. Journal of the
American Chemical Society, 2019, 141(22): 8829-8832.
《锂离子电池》PPT课件
锂离子电池是一种先进的电池技术，具有高能量密度、长寿命和环保等优势。 本课件将介绍锂离子电池的定义、工作原理、应用领域和未来发展趋势。
锂离子电池的定义和发展历程
定义
锂离子电池是一种以锂离子在正负极材料中嵌入和脱出的化学反应来实现电能转换的装置。
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
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ppt课件.ppt
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。
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ppt
锂离子电池ppt
引言：
随着节能减排和清洁能源的政策，电动车，续航动力蓄电池和具有非
常高能量和功率密度的电池都成为了日益重要的研究课题。
电池作为一种
可再生的能源存储器，它可以存储大量的能量，并将其转化为电能。
因此，研究并开发出可靠可靠的高效电池技术至关重要。
锂离子电池（Li-ion）
电池正在迅速成为研究热点。
根据统计，锂离子电池的需求量将在2024
年达到500亿美元，市场规模预计将在2024年达到890亿美元。
锂离子电池是目前最常用的电池类型之一、它是利用能量密度高的锂
盐溶液和活性富锂负极材料的电化学反应来实现电能转化的。
与其他类型
的电池相比，它的能量密度更高，可实现大电流的供应，而且可以重复充
放电。
它是目前最流行的电池之一，用于汽车、航空、医疗、消费电子产
品（如手机、笔记本电脑和数码相机）以及太阳能储存应用等领域。
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常见负极材料
电极电动势
比容量
12
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
充电后
13
碳负极材料
碳材料是目前最为理想的锂离子电池负极材料，嵌锂碳材 料可用LixC6表示，当X=1时达到最高的理论嵌锂量，理
23
• 动力锂离子电池
• 严格来说，动力锂离子电池是指容量在3Ah以上的 锂离子电池，目前则泛指能够通过放电给设备、器 械、模型、车辆等驱动的锂离子电池。 • 动力锂离子电池分高容量和高功率两种类型。高容 量电池可用于电动工具、自行车、滑板车、矿灯、 医疗器械等；高功率电池主要用于混合动力汽车及 其它需要大电流充放电的场合。 • 根据内部材料的不同，动力锂离子电池相应地分为 液态动力锂离子电池和聚合物锂离子动力电池两种， 统称为动力锂离子电池。
20
锂电池缺点
• • 锂电池均存在安全性差，有发生爆炸的危险。 钴酸锂材料的锂电池不能大电流放电，安全性 较差。 锂电池均需保护线路，防止电池被过充过放 电。 生产要求条件高，成本高。
•
•
21
新发展
• 根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电 池可以分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池 两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与 液态锂离子是相同的，工作原理也基本一致。它 们的主要区别在于电解质的不同, 液态锂离子电池 使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固 体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态” 的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶 体电解质。
25
未来的研究方向
A.固体聚合物电解质 聚氧化乙 烯（PEO） B.纳米电极材料 C.新型电池 聚合物锂离子电池 动力锂离子电池 包括液态动力 锂离子电池和聚合物理离子动力 电池 高性能锂电池
26
THANKS!
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15
SEI膜
• 在锂离子电池首次充放电过程中， 电极材料会与电解液发生反应， 在电极材料表面形成一层钝化膜， 称为固体电解质界面膜(solid electrolyte interface)，简称 SEI膜。
16
电池种类
1.锂－二氧化锰电池（Li—MnO2）
以锂为阳极（负极）、 以二氧化锰为阴极 （正极），采用有机 电解液的一次性电池。
6
主要结构
正极材料：锂化合物LiXCoO2、 LiXNiO2 、LiFePO4或LiXMnO2 负极材料：锂-碳层间化合物LiXC6 电解质溶液：溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液 SEI膜：只允许锂离子通过，其它溶 剂分子不能通过
7
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
三元素
3.6
较高
33%
磷酸铁锂
3.2
低廉
25%
负极材料
• 大多数锂离子电池均采用碳材料 作为负极。 • 除碳负极材料外，还有锡基负极 材料、含锂过渡金属氮化物负极 材料 、是合金类负极材料 、纳米 级负极材料等。
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负极材料的要求
1. 较低的氧化还原电位，使电 池输出电压高 2. 嵌锂量大，容量高 3. 充放电过程中，结构稳定 4. 充放电过程中，氧化还原电 位变化小 5. 稳定性好，与电解质反应小 6. 良好的表面结构，形成良好 的SEI膜 7. 较高的电子和离子导电率， 大电流充放电性能好 8. 价格便宜，对环境无污染
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5）自放电小 室温下充满电的Li-ion储存 1个月的自放电率为2%左右， 6）可快速充放电 7）工作温度范围高 工作温度为-25~45°C 8）无记忆效应 可充电池在经常处于充 满不放完的条件下工作，容量会迅速低 于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。 而锂离子电池无论处于什么状态，可随 充随用，无须先放完再充电。
24
• 高性能锂离子电池 • 为了突破传统锂电池的储电瓶颈，研制一种能在 很小的储电单元内储存更多电力的全新铁碳储电 材料很有必要。但是此前这种材料的明显缺点是 充电周期不稳定，在电池多次充放电后储电能力 明显下降。 • 为此，一种新的合成方法应运而生。用几种原始 材料与一种锂盐混合并加热，生成一种带有含碳 纳米管的全新纳米结构材料，这种方法在纳米尺 度材料上一举创建了储电单元和导电电路。
2.锂—亚硫酰氯电池(Li—SOCl2)
比能量是所有商 业化电池中最高 的，放电电压特 别平稳。
17
3.锂离子电池(Li--ion)
可充电锂离子电池是目前手 机、笔记本电脑等现代数码产 品中应用最广泛的电池，但不 可过充、过放(会损坏电池或 使之报废)。 因此，在电池上有保护元器件 或保护电路以防止昂贵的电池 损坏。
新型压高达 3.7~3.8V 2）比能量大 目前能达到的实际比能量 为555Wh/kg左右 3）循环寿命长 一般均可达到500次以 上，甚至1000次以上，同质量的铅酸 电池是“新半年、旧半年、维护维护 又半年”，最多也就1—1.5年时间， 性能价格比将为铅酸电池的5倍以上。 4）安全性能好 无公害，绿色环保
锂离子电池介绍
The Magic Batteries
1
目 录
• • • • • • 发展背景 主要结构 电池种类 主要优点 应用前景 未来研究方向
2
发展背景
随着科学技术的发展以及人民物质文化生活水平的提高，人们对电池的需 求 量越来越大，对电池的性能要求也越来越高。特别是随着空间技术的发展和军 事装备的需求，信息和微电子工业的迅猛发展所带来大量工业用、民用、医用 便携式电子产品的问世，电动汽车的研制，以及环境保护意识增强，人们对体 积小，重量轻，高能量，无污染，可反复充电使用的电池的需求更加迫切。 锂离子电池就是在这种形式下迅速发展起来的新型高能二次电池。
3
什么为它提供能源
？
4
工作原理
锂离子电池是指以锂 离子嵌入化合物为正 极材料电池的总称。
以碳素材料为负极， 含锂的化合物为正极。 锂离子电池的充电放 电过程，就是锂离子 的嵌入和脱嵌过程。
5
以LiCoO2为正极材料的锂离子电池
• 正极:LiCoO2 → Li1-xCoO2+xLi++xe充 • 负极:6C+xLi++xe-→ LixC6 • 总: 6C+LiCoO2 → Li1-xCoO2+LixC6 电
22
• 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。
论比容量为372 mAh/g。石墨和中间相碳微球（MCMB）
是实际应用最广泛的两类碳材料。
石墨
碳微球
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电解液
有机溶剂： 乙烯碳酸酯（EC） 丙烯碳酸酯（PC） 碳酸二甲酯（DMC） 碳酸二乙酯（DEC） 电解质（锂盐）： LiPF6 常用 LiClO4 不安全 LiAsF6 有毒 LiBF4 电导率低
8
几种正极材料应用优劣势比较
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。 9 3.6 3.7 高 低 所占成 本比重 40% 25% 适合领域 中小型移动电池 对体积不敏感的 中型动力电池 中小型动力电池 对体积不敏感的 大型动力电源
常见负极材料
电极电动势
比容量
12
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
充电后
13
碳负极材料
碳材料是目前最为理想的锂离子电池负极材料，嵌锂碳材 料可用LixC6表示，当X=1时达到最高的理论嵌锂量，理
23
• 动力锂离子电池
• 严格来说，动力锂离子电池是指容量在3Ah以上的 锂离子电池，目前则泛指能够通过放电给设备、器 械、模型、车辆等驱动的锂离子电池。 • 动力锂离子电池分高容量和高功率两种类型。高容 量电池可用于电动工具、自行车、滑板车、矿灯、 医疗器械等；高功率电池主要用于混合动力汽车及 其它需要大电流充放电的场合。 • 根据内部材料的不同，动力锂离子电池相应地分为 液态动力锂离子电池和聚合物锂离子动力电池两种， 统称为动力锂离子电池。
20
锂电池缺点
• • 锂电池均存在安全性差，有发生爆炸的危险。 钴酸锂材料的锂电池不能大电流放电，安全性 较差。 锂电池均需保护线路，防止电池被过充过放 电。 生产要求条件高，成本高。
•
•
21
新发展
• 根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电 池可以分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池 两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与 液态锂离子是相同的，工作原理也基本一致。它 们的主要区别在于电解质的不同, 液态锂离子电池 使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固 体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态” 的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶 体电解质。
25
未来的研究方向
A.固体聚合物电解质 聚氧化乙 烯（PEO） B.纳米电极材料 C.新型电池 聚合物锂离子电池 动力锂离子电池 包括液态动力 锂离子电池和聚合物理离子动力 电池 高性能锂电池
26
THANKS!
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15
SEI膜
• 在锂离子电池首次充放电过程中， 电极材料会与电解液发生反应， 在电极材料表面形成一层钝化膜， 称为固体电解质界面膜(solid electrolyte interface)，简称 SEI膜。
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电池种类
1.锂－二氧化锰电池（Li—MnO2）
以锂为阳极（负极）、 以二氧化锰为阴极 （正极），采用有机 电解液的一次性电池。
6
主要结构
正极材料：锂化合物LiXCoO2、 LiXNiO2 、LiFePO4或LiXMnO2 负极材料：锂-碳层间化合物LiXC6 电解质溶液：溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液 SEI膜：只允许锂离子通过，其它溶 剂分子不能通过
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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
三元素
3.6
较高
33%
磷酸铁锂
3.2
低廉
25%
负极材料
• 大多数锂离子电池均采用碳材料 作为负极。 • 除碳负极材料外，还有锡基负极 材料、含锂过渡金属氮化物负极 材料 、是合金类负极材料 、纳米 级负极材料等。
10
负极材料的要求
1. 较低的氧化还原电位，使电 池输出电压高 2. 嵌锂量大，容量高 3. 充放电过程中，结构稳定 4. 充放电过程中，氧化还原电 位变化小 5. 稳定性好，与电解质反应小 6. 良好的表面结构，形成良好 的SEI膜 7. 较高的电子和离子导电率， 大电流充放电性能好 8. 价格便宜，对环境无污染
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5）自放电小 室温下充满电的Li-ion储存 1个月的自放电率为2%左右， 6）可快速充放电 7）工作温度范围高 工作温度为-25~45°C 8）无记忆效应 可充电池在经常处于充 满不放完的条件下工作，容量会迅速低 于额定容量值，这种现象叫做记忆效应。 而锂离子电池无论处于什么状态，可随 充随用，无须先放完再充电。
24
• 高性能锂离子电池 • 为了突破传统锂电池的储电瓶颈，研制一种能在 很小的储电单元内储存更多电力的全新铁碳储电 材料很有必要。但是此前这种材料的明显缺点是 充电周期不稳定，在电池多次充放电后储电能力 明显下降。 • 为此，一种新的合成方法应运而生。用几种原始 材料与一种锂盐混合并加热，生成一种带有含碳 纳米管的全新纳米结构材料，这种方法在纳米尺 度材料上一举创建了储电单元和导电电路。
2.锂—亚硫酰氯电池(Li—SOCl2)
比能量是所有商 业化电池中最高 的，放电电压特 别平稳。
17
3.锂离子电池(Li--ion)
可充电锂离子电池是目前手 机、笔记本电脑等现代数码产 品中应用最广泛的电池，但不 可过充、过放(会损坏电池或 使之报废)。 因此，在电池上有保护元器件 或保护电路以防止昂贵的电池 损坏。
新型压高达 3.7~3.8V 2）比能量大 目前能达到的实际比能量 为555Wh/kg左右 3）循环寿命长 一般均可达到500次以 上，甚至1000次以上，同质量的铅酸 电池是“新半年、旧半年、维护维护 又半年”，最多也就1—1.5年时间， 性能价格比将为铅酸电池的5倍以上。 4）安全性能好 无公害，绿色环保
锂离子电池介绍
The Magic Batteries
1
目 录
• • • • • • 发展背景 主要结构 电池种类 主要优点 应用前景 未来研究方向
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发展背景
随着科学技术的发展以及人民物质文化生活水平的提高，人们对电池的需 求 量越来越大，对电池的性能要求也越来越高。特别是随着空间技术的发展和军 事装备的需求，信息和微电子工业的迅猛发展所带来大量工业用、民用、医用 便携式电子产品的问世，电动汽车的研制，以及环境保护意识增强，人们对体 积小，重量轻，高能量，无污染，可反复充电使用的电池的需求更加迫切。 锂离子电池就是在这种形式下迅速发展起来的新型高能二次电池。
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什么为它提供能源
？
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工作原理
锂离子电池是指以锂 离子嵌入化合物为正 极材料电池的总称。
以碳素材料为负极， 含锂的化合物为正极。 锂离子电池的充电放 电过程，就是锂离子 的嵌入和脱嵌过程。
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以LiCoO2为正极材料的锂离子电池
• 正极:LiCoO2 → Li1-xCoO2+xLi++xe充 • 负极:6C+xLi++xe-→ LixC6 • 总: 6C+LiCoO2 → Li1-xCoO2+LixC6 电
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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。
论比容量为372 mAh/g。石墨和中间相碳微球（MCMB）
是实际应用最广泛的两类碳材料。
石墨
碳微球
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电解液
有机溶剂： 乙烯碳酸酯（EC） 丙烯碳酸酯（PC） 碳酸二甲酯（DMC） 碳酸二乙酯（DEC） 电解质（锂盐）： LiPF6 常用 LiClO4 不安全 LiAsF6 有毒 LiBF4 电导率低
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几种正极材料应用优劣势比较
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。 9 3.6 3.7 高 低 所占成 本比重 40% 25% 适合领域 中小型移动电池 对体积不敏感的 中型动力电池 中小型动力电池 对体积不敏感的 大型动力电源