某能源科技有限公司锂离子电池介绍PPT(共 60张)
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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。
12
放电 充电
阴极又名正极
阳极又名负极
3. 规格： 溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比）
正极：二氧化锰或氟化碳 负极：金属锂
但如果将其用于充电电池，经过多次充放电后，负极表面会产生纤维 状的锂枝晶，极易刺穿隔膜导致电池短路，会产生严重的安全问题。
6
1990年日本的索尼(Sony)公司率先研制成功锂离子电池， 其以嵌锂的过渡金属氧化物为正极活性物质，能让锂离子自 由嵌入和脱嵌的石墨作为负极活性物质，一举解决了困扰业 界多年的锂离子电池循环和安全问题。
1991年，液态锂离子蓄电池实现商品化， 1999年，聚合物锂离子电池实现商品化。
7
二. 锂离子电池的原理
2.1 正极构造
锂离子电池正极
嵌锂氧化物 如: LiCoO2
导电剂 如：C
粘合剂 如： PVDF
集流体（铝箔）
8
2.2 负极构造
锂离子电池负极
石墨
导电剂
增稠剂 如： CMC
粘结剂 如： SBR
液态锂离子电池 聚合物锂离子电池 锂铁电池 锂锰电池 锂亚电池
4
1.3 锂离子电池的定义
锂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。正极采用含锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和 三元复合材料LiCoxNiyMnzO2。负极采用层间化合物石墨C。
充电时，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，正极处于富锂状态。
钴酸锂
锰酸锂
三元材料
磷酸铁锂
石墨
5
1.4 锂离子电池的发展
美国国家航空航天局(NASA) 是最早从事锂原电池研究的 机构，锂原电池在1970年初作为一次锂电池便实现了商品化。
10
充电过程：
一个电源给电池充电，此时正极上的电子e通过外部 电路跑到负极上，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。
电池放电时发生上述反应的逆反应
11
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(U=I*R)，恒阻 放电的实质是在电池正负极加一个电阻让电子通过。
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0.016～0.020mm 三层一般为0.020～0.025mm
21
3.2.4 锂离子电池电解液
1. 性质： 无色透明液体，具有较强吸湿性。
2. 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）。
广东凯德能源科技有限公司
锂离子电池介绍
刘青 2012.4.3
1
目录
一. 锂离子电池的概论 二. 锂离子电池的原理 三. 锂离子电池的生产工艺流程 四. 锂离子电池的特性 五. 锂离子电池的应用 六. 锂离子电池的认证
2
一. 锂离子电池概论
1.1 电池
电池是指通过正负极之间的电化学反应将化学能转化为 电能的装置。
锂离子
离子：分为正离子或负离子，由失去或得到电子的原子或原子团构成， 如Li+，SO42-
氧化反应：（如上图）失去电子为氧化反应； 还原反应：（如上图）得到电子为还原反应。 再看锂原子的电子分布（1S22S1），2S1层是半充满，使该轨道中的电子 极易失去而发生氧化反应，所以金属锂的化学性质非常活泼，在自然界 中不能以单质存在。 同时，锂失去/得到电子的过程中，有电子的转移同时伴随着能量的转移。
17
正极A面 正极B面 负极A面 正极B面
3.2 锂离子电池的主要组成部分 3.2.1 锂离子电池正极
电池放电时从外电路获得电子的电极，此时电极发生还原反应。通常 是电位高的电极。锂离子电池正极一般为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或三 元镍钴锰酸锂电极。
正极集流体(正极极耳)：铝带（约0.1mm厚）
高温胶带(约0.05mm厚)
正极基体：铝箔（约0.016mm厚)
正极物质：LiFePO4+乙炔黑+PVDF
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3.2.2 锂离子电池负极
电池放电时向外电路输送电子的电极，此时电极发生氧化反应。通常 是电位低的电极，锂离子电池一般为石墨电极。
负极集流体(负极极耳) ：镍带（约0.1mm厚） 高温胶带(约0.05mm厚)
负极基体：铜箔（约0.010mm厚)
充电时，正负极活性物质将电能转化为化学能进行储存。 放电时，正负极活性物质将化学能转化为电能释放，作 为电能供给装置。 活性物质：电池充放电时，能进行氧化或还原反应而产 生电能和储存化学能的电极材料。
3
1.2 电池的分类
电池
可充电电池
一次性电池
镍镉电池 锂离子电池 镍氢电池 铅酸电池
锂电池 碳性电池和碱性电池
13
正极
充电 放电
负极
锂
氧
金属
石墨
14
三 圆柱型锂离子电池的生产工艺流程
3.1 圆柱形锂离子电池结构图
顶盖 密封圈
安全阀
正极极耳 隔膜
密封圈
绝缘垫
外壳
负极壳
绝缘垫
正极组合盖帽
正极
负极极耳
负极
15
电芯
蓝色收尾胶纸
正极铝极耳 白色上面垫
16
白色底垫
负极铜极耳
焊点 铜箔 负极石墨层
正极 隔膜 负极
负极物质：石墨+乙炔黑+CMC+SBR
20
3.2.3 锂离子电池隔膜
隔膜(separation film)——放置于正负两极之间，作为 隔离电极的装置，以避免两极上的活性物质直接接触 而造成电池内部的短路。隔膜能让离子通过，但不能 让电子通过。
隔膜要求： ①离子透过度大 ②机械强度适当 ③本身为绝缘体 ④不与电解液及正负电极发生反应
集流体（铜箔）
9
2.3 锂离子电池正负极反应机理
原子是用化学方法不能分开的最小的构成物Hale Waihona Puke Baidu的基本单位，由原子核 和电子 构成。原子核内有中子和质子，质子带正电，电子带负电，中子不带电，因质子 与电子的数目一样多，所以原子为中性。下图为锂原子结构：
氧化 （ 失e ）
还原 （ 得e ）
原子锂
中子
质子
电子
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。
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放电 充电
阴极又名正极
阳极又名负极
3. 规格： 溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比）
正极：二氧化锰或氟化碳 负极：金属锂
但如果将其用于充电电池，经过多次充放电后，负极表面会产生纤维 状的锂枝晶，极易刺穿隔膜导致电池短路，会产生严重的安全问题。
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1990年日本的索尼(Sony)公司率先研制成功锂离子电池， 其以嵌锂的过渡金属氧化物为正极活性物质，能让锂离子自 由嵌入和脱嵌的石墨作为负极活性物质，一举解决了困扰业 界多年的锂离子电池循环和安全问题。
1991年，液态锂离子蓄电池实现商品化， 1999年，聚合物锂离子电池实现商品化。
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二. 锂离子电池的原理
2.1 正极构造
锂离子电池正极
嵌锂氧化物 如: LiCoO2
导电剂 如：C
粘合剂 如： PVDF
集流体（铝箔）
8
2.2 负极构造
锂离子电池负极
石墨
导电剂
增稠剂 如： CMC
粘结剂 如： SBR
液态锂离子电池 聚合物锂离子电池 锂铁电池 锂锰电池 锂亚电池
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1.3 锂离子电池的定义
锂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。正极采用含锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和 三元复合材料LiCoxNiyMnzO2。负极采用层间化合物石墨C。
充电时，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，正极处于富锂状态。
钴酸锂
锰酸锂
三元材料
磷酸铁锂
石墨
5
1.4 锂离子电池的发展
美国国家航空航天局(NASA) 是最早从事锂原电池研究的 机构，锂原电池在1970年初作为一次锂电池便实现了商品化。
10
充电过程：
一个电源给电池充电，此时正极上的电子e通过外部 电路跑到负极上，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。
电池放电时发生上述反应的逆反应
11
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(U=I*R)，恒阻 放电的实质是在电池正负极加一个电阻让电子通过。
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0.016～0.020mm 三层一般为0.020～0.025mm
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3.2.4 锂离子电池电解液
1. 性质： 无色透明液体，具有较强吸湿性。
2. 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）。
广东凯德能源科技有限公司
锂离子电池介绍
刘青 2012.4.3
1
目录
一. 锂离子电池的概论 二. 锂离子电池的原理 三. 锂离子电池的生产工艺流程 四. 锂离子电池的特性 五. 锂离子电池的应用 六. 锂离子电池的认证
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一. 锂离子电池概论
1.1 电池
电池是指通过正负极之间的电化学反应将化学能转化为 电能的装置。
锂离子
离子：分为正离子或负离子，由失去或得到电子的原子或原子团构成， 如Li+，SO42-
氧化反应：（如上图）失去电子为氧化反应； 还原反应：（如上图）得到电子为还原反应。 再看锂原子的电子分布（1S22S1），2S1层是半充满，使该轨道中的电子 极易失去而发生氧化反应，所以金属锂的化学性质非常活泼，在自然界 中不能以单质存在。 同时，锂失去/得到电子的过程中，有电子的转移同时伴随着能量的转移。
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正极A面 正极B面 负极A面 正极B面
3.2 锂离子电池的主要组成部分 3.2.1 锂离子电池正极
电池放电时从外电路获得电子的电极，此时电极发生还原反应。通常 是电位高的电极。锂离子电池正极一般为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或三 元镍钴锰酸锂电极。
正极集流体(正极极耳)：铝带（约0.1mm厚）
高温胶带(约0.05mm厚)
正极基体：铝箔（约0.016mm厚)
正极物质：LiFePO4+乙炔黑+PVDF
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3.2.2 锂离子电池负极
电池放电时向外电路输送电子的电极，此时电极发生氧化反应。通常 是电位低的电极，锂离子电池一般为石墨电极。
负极集流体(负极极耳) ：镍带（约0.1mm厚） 高温胶带(约0.05mm厚)
负极基体：铜箔（约0.010mm厚)
充电时，正负极活性物质将电能转化为化学能进行储存。 放电时，正负极活性物质将化学能转化为电能释放，作 为电能供给装置。 活性物质：电池充放电时，能进行氧化或还原反应而产 生电能和储存化学能的电极材料。
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1.2 电池的分类
电池
可充电电池
一次性电池
镍镉电池 锂离子电池 镍氢电池 铅酸电池
锂电池 碳性电池和碱性电池
13
正极
充电 放电
负极
锂
氧
金属
石墨
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三 圆柱型锂离子电池的生产工艺流程
3.1 圆柱形锂离子电池结构图
顶盖 密封圈
安全阀
正极极耳 隔膜
密封圈
绝缘垫
外壳
负极壳
绝缘垫
正极组合盖帽
正极
负极极耳
负极
15
电芯
蓝色收尾胶纸
正极铝极耳 白色上面垫
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白色底垫
负极铜极耳
焊点 铜箔 负极石墨层
正极 隔膜 负极
负极物质：石墨+乙炔黑+CMC+SBR
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3.2.3 锂离子电池隔膜
隔膜(separation film)——放置于正负两极之间，作为 隔离电极的装置，以避免两极上的活性物质直接接触 而造成电池内部的短路。隔膜能让离子通过，但不能 让电子通过。
隔膜要求： ①离子透过度大 ②机械强度适当 ③本身为绝缘体 ④不与电解液及正负电极发生反应
集流体（铜箔）
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2.3 锂离子电池正负极反应机理
原子是用化学方法不能分开的最小的构成物Hale Waihona Puke Baidu的基本单位，由原子核 和电子 构成。原子核内有中子和质子，质子带正电，电子带负电，中子不带电，因质子 与电子的数目一样多，所以原子为中性。下图为锂原子结构：
氧化 （ 失e ）
还原 （ 得e ）
原子锂
中子
质子
电子