锂电池电芯基础知识

电芯基础知识培训

电芯基础知识培训电池是我们日常生活中非常常见的电力储存装置，而电芯则是电池中的核心组成部分。

了解电芯的基础知识对于我们正确使用和保养电池至关重要。

本文将为您介绍电芯的基础知识，以便更好地理解和应用电池。

一、什么是电芯？电芯是电池中的核心组成部分，也被称为电池芯片或电池节。

它是由正极材料、负极材料和电解液组成的，通过正负离子的迁移，在充电和放电的过程中实现电能的转化。

二、电芯的种类1. 锂离子电芯：锂离子电芯是目前应用最广泛的电芯之一。

它具有高能量密度、长循环寿命和较低的自放电率等优点，被广泛应用于手机、笔记本电脑、无人机等各类便携式电子设备。

2. 镍氢电芯：镍氢电芯是另一种常见的电芯类型。

它具有高充放电效率、较长的寿命和较低的自放电率等特点，被广泛应用于数码相机、儿童玩具等领域。

3. 铅酸电芯：铅酸电芯是一种传统的电芯类型，主要应用于汽车蓄电池和UPS等大容量电源设备中。

它具有成本较低、较好的低温放电性能的特点。

三、电芯的工作原理电芯内部正极和负极的材料分别嵌套在一起，通过电解质与隔膜相隔开。

在充电时，正极向外释放锂离子，同时负极接收锂离子；在放电时，正极吸收锂离子，负极释放锂离子。

通过这样的循环，实现了电能的储存和释放。

四、电芯的注意事项1. 充电环境：电芯的充电环境应该保持在适当的温度范围内，避免过高或过低的温度对电芯性能的影响。

同时，充电时应使用原厂配套的充电器，避免使用不合适的充电设备。

2. 放电时的负载：在使用电芯进行放电时，应根据电芯的额定电压和最大放电电流来选择适当的负载。

过高的负载会引起电芯过热，影响电芯寿命。

3. 避免过度放电：电芯应避免过度放电，以防止电芯的过放电现象。

适时充电，避免电芯空放导致电芯损坏。

4. 安全使用：电芯是一种带有电能的装置，应注意避免短路、击穿等安全问题的发生。

避免将电芯长时间暴露在高温环境中，以免引起电芯的过热。

五、电芯的维护和保养1. 温度：电芯的温度应保持在适宜的范围内，避免过高或过低的温度对电芯的性能和寿命造成影响。

锂电池PACK基础知识及电芯组装应用介绍

锂电池PACK基础知识及电芯组装应用介绍锂电池PACK（Pack Assembly Circuit Kit）是指由多个锂电芯组成的电池组件块，主要用于储存和提供电能。

PACK是锂电池应用领域的重要组成部分，广泛应用于电动汽车、移动电子设备和储能系统等领域。

以下将介绍锂电池PACK的基础知识及其电芯组装应用。

一、锂电池PACK的基础知识1.锂电芯2.电芯包装电芯在组装成锂电池PACK之前需要进行包装，常用的包装方式有软包装和硬包装两种。

软包装具有灵活性好、散热性能好等优点，主要用于移动电子设备。

硬包装由金属材料制成，具有较高的安全性和耐用性，主要用于电动汽车等领域。

3.电芯管理系统电芯管理系统（Battery Management System，BMS）是指对电芯进行检测、监控和控制的系统。

BMS能够实时监测电芯的电压、温度、电流等参数，保证电芯的安全、稳定运行。

BMS还具有均衡充放电、故障诊断等功能，提高了锂电池PACK的性能和可靠性。

二、锂电池PACK的电芯组装应用1.电动汽车2.移动电子设备随着智能手机、平板电脑和笔记本电脑等移动电子设备的普及，锂电池PACK在这些设备中的应用也越来越广泛。

移动电子设备对锂电池PACK的要求主要包括体积小、重量轻、能量密度高等方面。

同时，为了提高电池的使用寿命，移动电子设备通常采用充电管理系统对电池进行管理，包括电池的充放电控制和温度监测等功能。

3.储能系统储能系统是将电能进行储存和调度的系统，用于平衡电网的供需关系。

锂电池PACK在储能系统中的应用主要包括储能电站和家庭储能系统。

储能电站通常由大容量的锂电池PACK组成，用于储存太阳能和风能等可再生能源的电能。

家庭储能系统则主要用于家庭电力的储存和供应，提高家庭的能源利用效率。

总结：锂电池PACK是由多个锂电芯组装而成的电池组件块，广泛应用于电动汽车、移动电子设备和储能系统等领域。

锂电池PACK的组装过程需要注意电芯的包装方式、电芯管理系统的选择和质量控制等因素，以保证电池组的性能和安全性。

锂电池基础知识

锂电池基础知识锂电池基础知识目录一、前言二、锂离子电池的分类及性能指标三、锂离子电池的优缺点3.1 锂离子电池的优点3.2 锂离子电池的缺点四、锂离子电池工作原理4.1 锂离子电芯工作原理4.2 保护电路工作原理五、锂离子电池的发展方向一、前言自1958 年美国加州大学的一名研究生提出了锂、钠等活泼金属做电池负极的设想后，人们开始了对锂电池的研究。

当锂电极被碳材料代替时，即开始了锂离子电池的工业化革命。

锂离子电池的研究始于 1990 年日本 Nagoura 等人研制成以石油焦为负极，以钴酸锂为正极的锂离子电池；同年日本 Sony 和加拿大Moli 两大电池公司宣称将推出以碳为负极的锂离子电池。

与其他充电电池相比，锂离子电池具有电压高、比能量高、充放电寿命长、无记忆效应、对环境污染小、快速充电、自放电率低等优点。

作为一类重要的化学电池，锂离子电池由手机、笔记本电脑、数码相机及便携式小型电器所用电池和潜艇、航天、航空领域所用电池，逐步走向电动汽车领域。

在全球能源与环境问题越来越严峻的情况下，交通工具纷纷改用储能电池为主要动力源，锂离子电池被认为是高容量、大功率电池的理想之选。

二、锂离子电池的分类及性能指标锂离子电池可以应用到各种领域中，因此，其类型也同样具有多样性。

按照外形分，目前市场上的锂离子电池主要有三种类型，即纽扣式、方形和圆柱形，如下图所示：圆柱形的型号用5 位数表示，前两位数表示直径，第三、四位数表示高度。

例如：18650 型电池，表示其直径为18mm，高度为65mm。

方形的型号用6 位数表示，前两位为电池的厚度，中间两位为电池的宽度，最后两位为电池的长度，例如083448 型，表示厚度为 8mm，宽度为 34mm，长度为 48mm。

按照锂离子电池的电解质形态分，锂离子电池有液态锂离子电池和固态（或干态）锂离子电池两种。

固态锂离子电池即通常所说的聚合物锂离子电池，是在液态锂离子电池的基础上开发出来的新一代电池，比液态锂离子电池具有更好的安全性能，而液态锂离子电池即通常所说的锂离子电池。

电池及锂电池基础知识培训

2、过放保护
当电池电压因放电而降低至设定值VD（2.3-2.5V）时， VD2翻转，以
IC内部固定的短时间延时后，使Dout变为低电平，T2截止，放电停止。
第四部分锂离子电池电源管理
单节电芯保护板电路原理
2、过放保护
过
过
放
放
电
控
控
制
IC 制
量
放电
+
-
LOAD
第四部分锂离子电池电源管理
单节电芯保护板电路原理
①单节电池的电路示意图电芯
B+ P+
电路板
PTC或Fuse
B- P-
第一部分电池基础常识
保护板保护板通常包括控制IC、MOS开关及辅助器件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。
3.比能量单位质量和单位体积的电池所给出的能量，称质
量比能量或体积比能量，也称能量密度。比能量的单位为wh/kg或wh/L。目前聚合物锂离子电池重量比能量为
170-190 wh/kg.
第二部电池基本术语
1.2放电平台放电平台是指在电池任何倍率的电流下恒流充到电
压为4.2V，再恒压充电，并且充电电流小于0.01C时停止充电即充满电后，然后搁置10分钟，在任何倍率的放电电流下放电至3.6V时的放电时间。因一般使用锂离子电池的家用电器的工作电压都要求在3.6V以上，如果低于这个值，则会出现无法工作的情况。所以放电平台是衡量电池性能好坏的重要标准之一。
第四部分锂离子电池电源管理
保护板的基本指标

锂离子电池电芯

锂离子电池电芯1.正极材料钴酸锂：具有高能量密度和较好的电化学性能，是目前最常用的正极材料之一。

镍酸锂：具有高比容量和较高的工作电压，但稳定性较差。

锰酸锂：具有良好的循环寿命和高的安全性能，但能量密度较低。

2.负极材料负极材料通常由碳材料（如石墨、石墨烯等）构成。

在充电过程中，锂离子会从正极迁移到负极，嵌入碳材料，实现锂离子的储存。

石墨作为最常用的负极材料，具有较高的导电性和稳定性。

3.隔膜和电解液隔膜在锂离子电池中起到隔离正负极的作用，防止电池内短路。

常见的隔膜材料有聚丙烯膜和聚酰亚胺膜。

电解液是锂离子传输的媒介，通常由锂盐和有机溶剂混合而成。

常用的锂盐有氟化锂、磷酸锂等。

有机溶剂常见的有碳酸酯类、碳酸酰胺类等。

4.充放电机制锂离子电池的充放电机制是通过锂离子在正负极材料之间的嵌入和脱嵌来实现的。

在充电过程中，锂离子从正极材料中脱嵌，并通过电解液传输到负极材料中嵌入，实现储存。

在放电过程中，锂离子则从负极材料中脱嵌并迁移到正极材料中，释放能量。

5.优点和缺点优点：高能量密度：锂离子电池具有较高的能量密度，能够提供较长的使用时间。

长寿命：相比其他可充电电池类型，锂离子电池具有较长的循环寿命。

较低的自放电率：锂离子电池的自放电率相对较低，即使在不使用时也能够保持较长时间的储存能力。

缺点：较高的成本：锂离子电池的制造成本较高，主要是由于正极材料的昂贵性。

容量衰减：锂离子电池会随着循环次数的增加，容量逐渐下降。

安全性：锂离子电池在过充、过放、高温等条件下容易发生短路、过热等安全问题。

锂电池基础知识讲解

锂电池基础知识讲解理想的锂离子电池，除了锂离子在正负极之间嵌入和脱出外，不发生其他副反应，不出现锂离子的不可逆消耗。

实际的锂离子电池，每时每刻都有副反应存在，也有不可逆的消耗，如电解液分解，活性物质溶解，金属锂沉积等，只不过程度不同而己。

实际电池系统，每次循环中，任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应，都可能导致电池容量平衡的改变。

一旦电池的容量平衡发生改变，这种改变就是不可逆的，并且可以通过多次循环进行累积，对电池性能产生严重影响。

⑴正极材料的溶解尖晶石LiMn2O4中Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰减的主要原因，对于Mn的溶解机理，一般有两种解释：氧化还原机制和离子交换机制。

氧化还原机制是指放电末期Mn3+的浓度高，在LiMn2O4表面的Mn+会发生歧化反应:2Mn3+（固） Mn4+（固）+Mn2+（液）歧化反应生成的二价锰离子溶于电解液。

离子交换机制是指Li+和H+在尖晶石表面进行交换，最终形成没有电化学活性的HMn2O4。

Xia等的研究表明，锰的溶解所引起的容量损失占整个电池容量损失的比例随着温度的升高而明显增大（由常温下的23%增大到55℃时的34%）[14]。

⑵正极材料的相变化[15]锂离子电池中的相变有两类：一是锂离子正常脱嵌时电极材料发生的相变；二是过充电或过放电时电极材料发生的相变。

对于第一类相变，一般认为锂离子的正常脱嵌反应总是伴随着宿主结构摩尔体积的变化，同时在材料内部产生应力，从而引起宿主晶格发生变化，这些变化减少了颗粒间以及颗粒与电极间的电化学接触。

第二类相变是Jahn-Teller效应。

Jahn-Teller效应是指由于锂离子的反复嵌入与脱嵌引起结构的膨胀与收缩，导致氧八面体偏离球对称性并成为变形的八面体构型。

由于Jahn-Teller效应所导致的尖晶石结构不可逆转变，也是LiMn2O4容量衰减的主要原因之一。

在深度放电时，Mn的平均化合价低于3.5V，尖晶石的结构由立方晶相向四方晶相转变。

锂离子电池电芯知识培训

锂离⼦电池电芯知识培训关于Li-ion电池的安全认证国际国内关于锂离⼦电池的安全认证机构及其标准：GB（国家标准）;UL（Underwriter Laboratory)美国安全认证机构;CE（COMMUNATE EUROPIEA欧共体的缩写）。

表⽰该商品符合安全、卫⽣、环保和消费者保护等⼀系列欧洲指令的要求。

证实该产品已通过了相应的合格评定程序或制造商的合格声明，是该产品被允许进⼊欧盟市场销售的“通⾏证”;企业内部的认证标准，⼀旦通过各个企业的内部标准，表明具有向该企业供货的能⼒，并基本达成供货意向。

如：MOTOROLA、SAMSUNG。

UL安全认证的测试项⽬UL（Underwriter Laboratory)在认证过程中所要进⾏的项⽬及其测试⽬标值有：电性能⽅⾯包括：短路测试。

不爆炸，不起⽕，外部温度不超过150℃过充测试。

不爆炸，不起⽕。

过放测试。

不爆炸，不起⽕。

机械性能⽅⾯包括：挤压测试。

不爆炸，不起⽕。

重物冲击测试。

不爆炸，不起⽕。

⾼频振荡测试。

不爆炸，不起⽕；不漏⽓或漏液。

振动测试。

不爆炸，不起⽕；不漏⽓或漏液。

环境适应性能包括：热冲击测试。

不爆炸，不起⽕。

温度循环测试。

不爆炸，不起⽕。

不漏⽓或漏液低压测试。

不爆炸，不起⽕。

不漏⽓或漏液GB要求的安全性能测试项⽬GB（国标标准)所规定进⾏的安全性能测试项⽬：电性能⽅⾯包括：短路测试。

不爆炸，不起⽕，外部温度不超过150℃过充测试。

不爆炸，不起⽕。

机械性能⽅⾯包括：重物冲击测试。

不爆炸，不起⽕。

允许变形。

振动测试。

⽆明显损伤、漏液、冒烟、或爆炸，电池电压不低于N*3.6V碰撞测试。

⽆明显损伤、漏液、冒烟、或爆炸，电池电压不低于N*3.6V环境适应性能包括：热冲击测试。

不爆炸，不起⽕。

恒定湿热性能。

不爆炸，不起⽕；不漏⽓或漏液。

电池基本知识1、什么是电池？电池是⼀种能源。

当它正负极连接在⽤电器上时，因为正负极之间存在电势之差，电流从正极流向负极，储存在电池中的化学能直接转化成电能释放出来，⼀只电池必然由两种不同电化学活性的物质组成正负两极，正负极活性物质之间的电动势差形成电池的电压，根据其电化学系统的不同，各种类型的电池电压各有不同。

锂电芯培训资料(三)锂电芯基本知识

锂电芯培训资料（三）锂电芯基本知识品管部选编一、锂电芯原理锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行，锂离子在正负极之间嵌入脱出，往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在，因此锂离子电芯更加安全稳定。

二、锂电芯的构造电芯的正极是LiCoO2加导电剂和粘合剂，涂在铝箔上形成正极板，负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上，目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。

根据上述的反应机理，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XLi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。

负极C6其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中，心以保证下次充放电Li的正常嵌入，否则电芯的压倒很短，为了保证有一部分Li留在负极C6中，一般通过限制放电下限电压来实现。

所以锂电芯的安全充电上限电压≤4 .2V，放电下限电压≥2.5V。

三、锂电芯的安全性电芯的安全性与电芯的设计、材料及生产工艺生产过程的控制等因素密切相关。

在电芯的充放电过程中，正负极材料的电极电位均处于动态变化中，随着充电电压的增高，正极材料（LixCoO2）电位不断上升，嵌锂的负极材料（LixC6）电位首先下降，然后出现一个较长的电位平台，当充电电压过高（ >4.2V）或由于负极活性材料面密度相对于正极材料面密度(C/A)比值不足时,负极材料过度嵌锂，负极电位则迅速下降，使金属锂析出(正常情况下则不会有金属锂的的析出)，这样会对电芯的性能及安全性构成极大的威胁。

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。

锂电池基础知识

（一）锂电池的构成锂电池主要由两大块构成，电芯和保护板PCM（动力电池一般称为电池管理系统BMS），电芯相当于锂电池的心脏，管理系统相当于锂电池的大脑。

电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成，而保护板主要由保护芯片（或管理芯片）、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。

锂电池的产业链结构如下图：电芯的构成如下面两图所示:锂电池的PACK的构成如下图所示:（二）锂电池优缺点锂电池的优点很多，电压平台高，能量密度大（重量轻、体积小），使用寿命长，环保。

锂电池的缺点就是，价格相对高，温度范围相对窄，有一定的安全隐患（需加保护系统）。

（三）锂电池分类锂电池可以分成两个大类：一次性不可充电电池和二次充电电池（又称为蓄电池）。

不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。

二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。

1．按外型分：方形锂电池（如普通手机电池）和圆柱形锂电池（如电动工具的18650）；2．按外包材料分：铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池；3．按正极材料分：钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、三元锂（LiNi x Co y Mn z O2）、磷酸铁锂（LiFePO4）；4．按电解液状态分：锂离子电池（LIB）和聚合物电池（PLB）；5．按用途分：普通电池和动力电池。

6．按性能特性分：高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。

（四）常用术语解释1. 容量(Capacity)指一定的放电条件下可以从电池锂获得的电量。

我们在高中学物理是知道，电量的公式为Q=I*t，单位为库伦，电池的容量单位规定为Ah （安时）或mAh（毫安时）。

意思是1AH的电池在充满电的情况下用1A的电流放电可以放1个小时。

以前的NOKIA的老手机的电池（像BL-5C）一般是500mAh，现在的智能手机电池800~1900mAh，电动自行车一般都是10~20Ah，电动汽车一般都是20~200Ah等。

2. 充放电倍率（Charge-Rate/Discharge-Rate）表示以多大的电流充电、放电，一般以电池的标称容量的倍数为计算，一般称为几C。

锂电池电芯基础知识

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（二）、电芯的结构
2.内部主要组成 • 正极材料----大多数为钴酸锂 • 负极材料----主要是石墨 • 隔膜纸----PP/PE复合膜 • 电解液----有机溶剂 • 其他机械连接组件----正、负极极耳
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（四）、不良电芯分类原则
1.不同供应商的电芯要分开 2.不同容量的电芯要分开 3.不同PVC颜色的电芯要分开 4.不同的不良类型要分开 • 外观不良（PVC破损、喷码不清、外部短路、
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（一）、电芯的分类
2.从内部物质不同分为三类： • 锂电芯-----Li • 锂离子电芯----Li-ion • 聚合物电芯----Polymer
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（二）、电芯的结构
1.外部结构 • Al-Ni复合带（钢壳无） • 壳体（钢壳、铝壳、铝塑复合膜） • 喷码 • 上面垫 • 铆钉（钢壳为正极、铝壳为负极）
一、培训目的
1.对电芯的基本结构有所了解； 2.对电芯能够正确区分； 3.能够正确区分不良电芯的种类； 4.正确使用电芯。
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二、培训内容
1.电芯的分类； 2.电芯的外部和内部结构； 3.不良电芯的分类； 4.生产过程中使用电芯的注意事项。
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（一）、电芯的分类
1.从包装方式分为三类： • 钢壳----喷码中以S（Steel）区分 • 铝壳----喷码中以Al（Al）区分 • 软包装---喷码中以P区分（Polymer) • 其他
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Hale Waihona Puke 鼓胀、极耳断等----严禁用笼统的“拆机品” 概括！） • 性能不良（电压2.8V区分，内阻、低容量等---严禁用“性能不良”笼统概括。）
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锂电池基础知识培训

锂电池基础知识培训锂电池是一种常见的电池类型，广泛应用于移动设备、电动车辆和可再生能源存储等领域。

本文将为大家介绍锂电池的基础知识，包括锂电池的结构、工作原理、充放电特性、安全性等方面。

一、锂电池结构锂电池通常由正极、负极、电解质和隔膜组成。

正极材料一般使用氧化物，如钴酸锂（LiCoO2）、磷酸铁锂（LiFePO4）等。

这些正极材料能够释放或吸收锂离子，实现电池的充放电过程。

负极材料通常采用石墨，能够嵌著锂离子形成锂插层化合物。

电解质是锂离子的传导介质，一般采用液态或聚合物电解质。

液态电解质具有高离子传导性和低内阻，而聚合物电解质则具有良好的安全性能。

隔膜用于隔离正负极，防止短路。

二、锂电池工作原理锂电池的工作原理是基于锂离子在正负极材料之间的嵌脱插过程。

充电时，外部电源提供电流，使得正极材料氧化，负极材料脱锂。

锂离子在电解液中移动，通过隔膜到达负极，嵌入到负极材料中。

放电时，锂离子从负极材料脱出，通过隔膜到达正极，嵌入到正极材料中。

同时，电子通过外部电路流动，产生电流，为外部设备供电。

锂电池的充放电过程是可逆的，可以循环多次使用。

三、锂电池充放电特性锂电池的充放电特性与其正负极材料有关。

充电时，锂电池通常采取恒流充电和恒压充电两个阶段。

恒流充电阶段中，电流保持不变，直到电池电压达到设定的峰值电压；恒压充电阶段中，电流逐渐减小，直到电池容量充满，电压保持恒定。

放电时，锂电池的电压会随着放电过程逐渐下降，当电压达到一定程度时需要停止放电，以避免过放。

锂电池的容量可以通过充放电循环实验来测试，常用的容量单位是安时（Ah）。

四、锂电池的安全性锂电池具有较高的能量密度，因此在不正确使用或存储时存在一定的安全风险。

首先，要注意避免过充和过放。

过充会造成电池内部压力过高，甚至发生爆炸；而过放会导致电池无法再次充电，损坏电池。

其次，在存储和携带锂电池时，应注意避免与金属物品短路，避免受到外力撞击。

此外，锂电池在高温环境下的使用会降低其寿命和安全性能，因此要避免长时间暴露在高温环境中。

锂电芯培训资料(三)锂电芯基本知识

锂电芯培训资料（三）锂电芯基本知识品管部选编一、锂电芯原理锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行，锂离子在正负极之间嵌入脱出，往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在，因此锂离子电芯更加安全稳定。

二、锂电芯的构造电芯的正极是LiCoO2加导电剂和粘合剂，涂在铝箔上形成正极板，负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上，目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。

根据上述的反应机理，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XLi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。

负极C6其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中，心以保证下次充放电Li的正常嵌入，否则电芯的压倒很短，为了保证有一部分Li留在负极C6中，一般通过限制放电下限电压来实现。

所以锂电芯的安全充电上限电压≤4 .2V，放电下限电压≥2.5V。

三、锂电芯的安全性电芯的安全性与电芯的设计、材料及生产工艺生产过程的控制等因素密切相关。

在电芯的充放电过程中，正负极材料的电极电位均处于动态变化中，随着充电电压的增高，正极材料（LixCoO2）电位不断上升，嵌锂的负极材料（LixC6）电位首先下降，然后出现一个较长的电位平台，当充电电压过高（ >4.2V）或由于负极活性材料面密度相对于正极材料面密度(C/A)比值不足时,负极材料过度嵌锂，负极电位则迅速下降，使金属锂析出(正常情况下则不会有金属锂的的析出)，这样会对电芯的性能及安全性构成极大的威胁。

动力电池电芯、模组、PACK基础知识介绍

三、电池PACK
电池PACK爆炸图
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左-圆柱电芯中-方壳电芯右-软包电芯
三、电池模组
通过组装单体电芯，通过汇流排将电芯组成不同的串并联，可用电阻焊、超声焊接、超声铝丝焊及激光焊接。
左-圆柱模组中-方壳模组右-软包模组
三、电池PACK
主要包括电池模块、机构系统、电气系统、热管理系统和BMS几个部分。
电池模块：如果把电池PACK比作一个人体，那么模块就是“心脏”，负责储存和释放能量，为汽车提供动力。机构系统：主要由电池PACK上盖、托盘、各种金属支架、端板和螺栓组成，可以看作是电池PACK的“骨骼”，起到支撑、抗机械冲击、机械振动和环境保护（防水防尘）的作用。电气系统：主要由高压跨接片或高压线束、低压线束和继电器组成。高压线束可以看作是电池PACK的“大动脉血管”，将动力电池系统心脏的动力不断输送到各个需要的部件中，低压线束则可以看作电池PACK的“神经网络”，实时传输检测信号和控制信号。热管理系统：热管理系统主要有4类：风冷、水冷、液冷、相变材料。以水冷系统为例，热管理系统主要由冷却板，冷却水管、隔热垫和导热垫组成。热管理系统相当于是给电池 PACK装了一个空调。 BMS：Battery management system 电池管理系统，可以看作是电池的“大脑”。BMS的主要功能包括：电池物理参数实时监测；电池状态估计；在线诊断与预警；充、放电与预充控制；均衡管理和热管理等。
动力电池电芯、模组、 PACK基础知识介绍
一、动力电池简介
什么叫PACK电池包？
首先要了解锂电池单体、锂电池模组和锂电池包的大致区分：
电池单体(cell)：组成电池组和电池包的最基本的元素，一般能提供的电压是3v-4v之间；

锂电池基础知识

（一）锂电池的构成锂电池主要由两大块构成，电芯和保护板PCM（动力电池一般称为电池管理系统BMS），电芯相当于锂电池的心脏，管理系统相当于锂电池的大脑。

电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成，而保护板主要由保护芯片（或管理芯片）、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。

锂电池的产业链结构如下图：电芯的构成如下面两图所示:锂电池的PACK的构成如下图所示:（二）锂电池优缺点锂电池的优点很多，电压平台高，能量密度大（重量轻、体积小），使用寿命长，环保。

锂电池的缺点就是，价格相对高，温度范围相对窄，有一定的安全隐患（需加保护系统）。

（三）锂电池分类锂电池可以分成两个大类：一次性不可充电电池和二次充电电池（又称为蓄电池）。

不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。

二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。

1．按外型分：方形锂电池（如普通手机电池）和圆柱形锂电池（如电动工具的18650）；2．按外包材料分：铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池；3．按正极材料分：钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、三元锂（LiNi x Co y Mn z O2）、磷酸铁锂（LiFePO4）；4．按电解液状态分：锂离子电池（LIB）和聚合物电池（PLB）；5．按用途分：普通电池和动力电池。

6．按性能特性分：高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。

（四）常用术语解释1. 容量(Capacity)指一定的放电条件下可以从电池锂获得的电量。

我们在高中学物理是知道，电量的公式为Q=I*t，单位为库伦，电池的容量单位规定为Ah （安时）或mAh（毫安时）。

意思是1AH的电池在充满电的情况下用1A的电流放电可以放1个小时。

以前的NOKIA的老手机的电池（像BL-5C）一般是500mAh，现在的智能手机电池800~1900mAh，电动自行车一般都是10~20Ah，电动汽车一般都是20~200Ah等。

2. 充放电倍率（Charge-Rate/Discharge-Rate）表示以多大的电流充电、放电，一般以电池的标称容量的倍数为计算，一般称为几C。

电芯安全防护

电芯安全防护及要求
仓库管理要求
一、电芯仓库短时间存储要求：锂电池短期不使用（如6个月以内），需将电芯储存在干燥、无腐蚀性气体、温湿度在18℃～ 28℃ ，30%～70%之间的环境中。二、电芯仓库长时间存储要求： 1、锂电池长期不使用（如6个月以上），应存放在干燥阴凉的环境中，并每隔6个月检查电压，电压小于3.45V直接退供应商。 2、锂电池的自放电受环境温度及湿度的影响，高温及湿温会加速电池的自放电，应将电芯存放在18℃～28℃ ，30%～70%的干燥环境中。三、仓库电芯放置及安全防护要求： 1、仓库能对温湿度进行控制,如有空调或除湿设备,能避免长时间处于高湿环境。 2、仓库应有自动灭火系统、灭火毯和消防沙（建筑用的沙子即可）。 3、不能与易燃的物料（如包装材料纸盒、纸箱等）放在同一仓库，使用独立的仓库。 4、乙级防火门。 5、电芯与电池包需用栈板堆放，按锂电池包装上的指示标识及堆码要求摆放，严禁单堆层高超过1.2米。 6、存储时至少有两层防护，不同电芯型号不可放入同一盒内； 7、存放区域单独划分，临时存放的电芯及电池包应靠边存放，不可堵塞通道。 8、电芯及电池包存储时墙壁，消防栓等必须留有间距（标准：灯具>1m 顶距>50cm 柱距 >20cm 垛距>20cm） 9、存放未满一盒的电芯，必须使用绝缘物填充满，防止电芯倒下后短路。 10、禁止踩踏电芯及电池包，做好电芯及电池包防护禁止跌落。
5. 存储：衡量电芯综合性能稳定程度的一个重要指标。经过一段时间的储存，可以让内部各成分的电化学性能稳定下来。
锂电芯的基本性能
5. 化成与分容：化成是指电芯被给予一定电流，使得具有放电能力的化学过程，分容是指通过充放的检测制度，将电芯按容量分类
6. 循环寿命：主要检测电芯的生命周期 7. 锂离子电池保护线路：锂离子电池至少需要三重保护：过充电保护-

2021年-锂电池基础知识

3-4、连接片：连接PCM与电芯或连接电池组与外设。连接材料的规格与电流大小相关；
3-5、外壳及其他包装材料：进一步保护电池免受外界的物理冲击。
4、PCM（BMS）原理介绍
4-1示意图 B+
B+ / P + P+
BA TTERY
保护IC
BB-
S1
S2
PP-
4-2单节保护电路原理图
B+ / P +
• 3-1、电芯：储能；
• 3-2、PCM（BMS-Battery Manage System）对锂离子电芯进行安全保护的关键部件，主要功能有过充、过放、过流和短路保护，BMS中有平衡管理和温度保护。
• 3-3、绝缘材料：
确保电芯的正负极不直接连接。
主要有诺美纸、红壳纸、青壳纸、茶色胶带、红色皱纹纸等。其中φ18mm所用到的绝缘材料我司已有多款开了模具；
1
Q12
3
2
AOT410 L
PACK+ PACK-
• 根据用途，合理降低成本（元器件成本）；
• UPS储能用电池组多为同口，电动自行车和电动工具多为分口。
5-8、什么是预充电？
•
完善的充电方案可对深度过放的电
芯进行修复，即在充电前进行预处理。
充电前检测电池的电压：若电池电压大
于3.0V，则按正常方式充电；若电池电ATTERY
39Ω
3
BAT7
BAT7
2
Q1
1 控制端子
4-4、多串并电池组电路示意图
PACK+
CELL BALANCE
CONTROL IC
NTC1
1 1