电池的分类及锂电池的基本特性
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1600年Gilbert（美国）建立对电池的研究基础。 1791年Gavani（意大利）提出“动物电”学说。 1800年Volta（意大利）制成了闻名当且沿袭至今的“伏打电堆”并介绍锌银电池堆。 1859年Plante（英国）发明铅酸电池 1870年采用西门子发电机将铅酸电池改为二次 电池。 1898年Jungner（瑞典）发明Cd-Ni碱性蓄电池。 1900年Jungner（瑞典）碱性Zｎ-MnO2电池研制成功。 1901年Jungner（瑞典）与Edison（美国）合作发明Fe-Ni碱性蓄电池。 1901年Michaelowski（俄罗斯）发明Zｎ-Ni电池。 1930年Drumm（爱尔兰）首先制备出实用的Zｎ-Ni电池。 1932年Ackermann（德国）发明了烧结式电极板。 1939年~1941年前苏联科学院院士A.H.ФPYMKUH研制成第一只实用型“氢－氧燃 料电池”。 1947年Neumann（法国）成功研制成密封式Cd-Ni电池。 1950年前苏联、法、德 烧结式开口Cd-Ni电池开始生产、碱性MnO2电池商品化。 1960’S美、前苏联 研制成氢-镍电池。 1970’S（美国）Li-SOCL2、Li-SO2在美国军事及宇宙飞船上应用。 1984年（荷兰）飞立浦公司解决了LaNi5合金在充放电过程中的容量衰减问题，拉开 了MH-Ni电池开发热潮。 1990年（日本）日本索尼公司宣布制成了锂离子蓄电池并于1992年商品化。 1994年（美国）美国Bellcore公司宣布研制成功聚合物锂离子电池。
电池基本常识及锂电池的保护基本 特性
随着便携式移动电子产品的出现， 如随身听， 随着便携式移动电子产品的出现 ， 如ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ身听 ， MP3，手机，摄像机，电脑等，人们更多地使 ，手机，摄像机，电脑等， 用到能随身携带的电源， 用到能随身携带的电源，目前此种电源的最好 形式是电池。 形式是电池。
1：电池发展史
4：电池的特性 ：
电池有正负极之分 通常采用电池或电池组在不同条件下得实际充放电曲线来描述， 通常采用电池或电池组在不同条件下得实际充放电曲线来描述，并可 派生出： 派生出： 电池输出总能量： 电池输出总能量： 电池平均输出功率： 电池平均输出功率： 电池的质量比能量： 电池的质量比能量：E/m 电池的体积比能量： 电池的体积比能量：E/V 电池的平均质量比功率： 电池的平均质量比功率： 电池的平均体积比功率： 电池的平均体积比功率： 应该指出， 应该指出，表征电池特性的放电曲线是随着电池本身状态及外部放电 条件的变化而变化的 电池本身状态： 电池本身状态： 体系选择
5：锂离子电池原理及工艺流程
一、 原理 1.0 正极构造 LiCoO2(钴酸锂 导电剂 乙炔黑 粘合剂 钴酸锂)+导电剂 乙炔黑)+粘合剂 集流体（ 钴酸锂 导电剂(乙炔黑 粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔） 正极 集流体 铝箔） 2.0 负极构造 石墨+导电剂 乙炔黑)+增稠剂 导电剂(乙炔黑 增稠剂(CMC)+粘结剂 粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔） 负极 集流体（铜箔） 石墨 导电剂 乙炔黑 增稠剂 粘结剂 3.0工作原理 工作原理 3.1 充电过程 如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子 从通过外部电路跑到负极上,正 此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上 如上图一个电源给电池充电 此时正极上的电子 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” 从正极“ 锂离子 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。 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 LiCoO2=充电 充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子 电子) 充电 电子 负极上发生的反应为 6C+XLi++Xe=====LixC6 3.2 电池放电过程 放电有恒流放电和恒阻放电， 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。 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。 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 都是同时行动的， 都是同时行动的 方向相同但路不同，放电时， 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， 从负极“ 到正极，锂离子 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。 “游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。
3：电池的常用标准
电池的常用标准 IEC标准即国际电工委员会（International Electrical Commission）， 是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织，其目的是为了促进世 界电工电子领域的标准化。其中关于镍镉电池的标准为IEC285，关 于镍氢电池的标准是IEC61436，锂离子电池目前IEC标准，一般电池 行业依据的是SANYO或Panasonic的标准。 电池常用IEC标准有镍镉电池的标准为IEC602851999; 镍氢电池的标 准为IEC614361998.1; 锂电池的标准为IEC619602000.11。 电池常用国家标准有镍镉电池的标准为 GB/T11013_1996GB/T18289_2000;镍氢电池的标准为 GB/T15100_1994GB/T18288_2000; 锂电池的标准为GB/T10077_1998YD/T998_1999,GB/T18287_2000。 另外电池常用标准也有日本工业标准JIS C 关于电池的标准及 SANYOPANASONIC公司制定的关于电池企业标准。
2：电池分类
⑴化学电池：将物质的化学能通过电化学氧化还原反应直接转化成电能的一 化学电池： 种装置。 种装置。 物理电源：在一定条件下实现能量直接转化的物理器件。包括太阳能电池、 ⑵物理电源：在一定条件下实现能量直接转化的物理器件。包括太阳能电池、 化学-电 电及温差发电机等能量转化器件。 光-化学 电、光-热-电及温差发电机等能量转化器件。 化学 热 电及温差发电机等能量转化器件 燃料电池：将燃料（和氧化剂）的化学能连续性转化为电能的电化学装置。 ⑶燃料电池：将燃料（和氧化剂）的化学能连续性转化为电能的电化学装置。 化学电池的分类： 化学电池的分类： 按被充电能力分：一次电池、氧化银，锌锰电池， 号电池等； ①按被充电能力分：一次电池、氧化银，锌锰电池，AAA，AA，2号电池等； ， ， 号电池等 手表，计算器中钮扣， 碘化锂电池等，二次电池（可再生电池） 手表，计算器中钮扣， 碘化锂电池等，二次电池（可再生电池）NI-MH， ， NI-Cd ，LI-ION Li-polymer 按电解质分：酸性电池： 铅酸电池等电动自行车，汽车， ②按电解质分：酸性电池：Pb-Acid 铅酸电池等电动自行车，汽车，摩托 蓄电池 碱性电池： 碱性电池：Zn-Ag、Zn-Hg、Zn-Ni、Cd-Ni、MH-Ni……常见有 、 、 、 、 常见有 AA，AAA，2号等 ， ， 号等 固体电解质电池： 固体电解质电池：Li-I2、Li-AgRbI2…… 、 非水电解质电池：锂一次电池、锂二次电池、锂离子电池…… 非水电解质电池：锂一次电池、锂二次电池、锂离子电池 贮备电池：电池活化之前，其关键组份与其他部分隔开： 电池系列， ③贮备电池：电池活化之前，其关键组份与其他部分隔开：Mg电池系列，热 电池系列 电池， 电池，Li/SoCl2 燃料电池：质子交换膜，固体氧化物，熔融硫酸盐， ④燃料电池：质子交换膜，固体氧化物，熔融硫酸盐，甲醇等
6： 电池不良项目及成因： 电池不良项目及成因：
1.容量低 容量低 2.内阻高 内阻高 3.电压低 电压低 4.超厚 超厚 5.成因有以下几点 成因有以下几点 6.爆炸 爆炸 7.短路 短路 8.断路 断路
7：锂电池保护的重要性： 锂电池保护的重要性：
锂离子电池对使用条件的要求也比较特殊， 锂离子电池对使用条件的要求也比较特殊，它要求将电压控制在 2.5~4.2V/单体。如果使用时电压太低，会降低电池的使用寿命， 单体。 单体 如果使用时电压太低，会降低电池的使用寿命， 充电时电压过高可能会引起爆裂。所以锂离子电池不能单独使用， 充电时电压过高可能会引起爆裂。所以锂离子电池不能单独使用， 必须配上电子保护线路以保证它工作在允许的范围之内， 必须配上电子保护线路以保证它工作在允许的范围之内，这样才 能保证锂离子电池的安全性并有效的延长使用寿命。 能保证锂离子电池的安全性并有效的延长使用寿命。 由于锂离子 电池的特殊性，它对充电器的要求也相当高， 电池的特殊性，它对充电器的要求也相当高，锂离子电池最理想 的充电方式为恒流恒压方式，先以恒流充电至4.2V/单体，然后转 单体， 的充电方式为恒流恒压方式，先以恒流充电至 单体 为恒压充电。当电流小到一定程度后充电结束。 为恒压充电。当电流小到一定程度后充电结束。锂离子电池对充 电器的电压精度要求较高。电压少于额定（ 电器的电压精度要求较高。电压少于额定（4.2V）0.1V就会导致 ） 就会导致 充电不足，约少充15%左右的电量。电压超过额定（4.2V）0.1V 左右的电量。 充电不足，约少充 左右的电量 电压超过额定（ ） 又会引起过充，影响电池的安全性能。 又会引起过充，影响电池的安全性能。 根据锂电池的特点，要大量应用在各个不同的地方。 根据锂电池的特点，要大量应用在各个不同的地方。又要保证使 用者的人身和设备安全。 用者的人身和设备安全。因此必须采用保护电路以达到两者之间 要求。 要求。
8：锂电池保护板原理
下图为采用S8261保护IC典型应用线路：
S8261 IC内部框图： IC内部框图：
1.分析过充电保护过程：当检测到电池电压高于设定值时 分析过充电保护过程： 30V 过充电监测比较起输出高电平， 如4.30V时，过充电监测比较起输出高电平，经过振荡控制 线路到逻辑控制分配器，通过0 充电禁止线路输出高电平， 线路到逻辑控制分配器，通过0V充电禁止线路输出高电平， 使上一个MOSFET 截止， 下一个导通， 使得CO MOSFET截止 CO与 等电位， 使上一个 MOSFET 截止 ， 下一个导通 ， 使得 CO 与 VM 等电位 ， CO电平变低 充电控制MOSFET截止。停止充电， 电平变低， MOSFET截止 CO电平变低， 充电控制MOSFET截止 。停止充电， 从而保护 电池，防止过充损坏电池及发热爆炸。 电池，防止过充损坏电池及发热爆炸。 分析过放电保护过程： 2 2. 分析过放电保护过程：分析原理同上略 3.分析过放电电流保护过程： 3.分析过放电电流保护过程：分析原理同上略 分析过放电电流保护过程
5，传说的核动力电池 链式裂变反应释放的核能叫做核裂变 能。这种20世纪出现的新能源，目前已占人类总能源消费量 的6%。核能的和平利用，对于缓解能源短缺、减轻环境污染 都具有重要意义。常用作原子电池中的放射性物质有钚238、 钷147、锶90等。这种电池的突出特点是：寿命长、重量轻、 不受外界环境影响、运行可靠。主要用于人造卫星、宇宙飞 船、海上的航标与游动气象浮标，以及无人灯塔之中。现在 也把原子电池作为人工心脏起搏器的电源，在医疗方面得到 了应用。1978年原苏联的带有核装置的宇宙-954卫星掉在了 加拿大北部的土地上；1996年11月俄罗斯发射的火星-96探测 器失败，由于探测器上载有的4块核电池共含200g放射性元素 钚，所以在其坠落位置尚未确定前，曾一度使澳大利亚处于 全国高度戒备状态。超微型核电池，待机时间可以长达10年， 虽然现在没有人可以验证是否属实，但是我们相信在目前没 有任何手机可以媲美。铀（uranium）239核弹材料
电池基本常识及锂电池的保护基本 特性
随着便携式移动电子产品的出现， 如随身听， 随着便携式移动电子产品的出现 ， 如ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ身听 ， MP3，手机，摄像机，电脑等，人们更多地使 ，手机，摄像机，电脑等， 用到能随身携带的电源， 用到能随身携带的电源，目前此种电源的最好 形式是电池。 形式是电池。
1：电池发展史
4：电池的特性 ：
电池有正负极之分 通常采用电池或电池组在不同条件下得实际充放电曲线来描述， 通常采用电池或电池组在不同条件下得实际充放电曲线来描述，并可 派生出： 派生出： 电池输出总能量： 电池输出总能量： 电池平均输出功率： 电池平均输出功率： 电池的质量比能量： 电池的质量比能量：E/m 电池的体积比能量： 电池的体积比能量：E/V 电池的平均质量比功率： 电池的平均质量比功率： 电池的平均体积比功率： 电池的平均体积比功率： 应该指出， 应该指出，表征电池特性的放电曲线是随着电池本身状态及外部放电 条件的变化而变化的 电池本身状态： 电池本身状态： 体系选择
5：锂离子电池原理及工艺流程
一、 原理 1.0 正极构造 LiCoO2(钴酸锂 导电剂 乙炔黑 粘合剂 钴酸锂)+导电剂 乙炔黑)+粘合剂 集流体（ 钴酸锂 导电剂(乙炔黑 粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔） 正极 集流体 铝箔） 2.0 负极构造 石墨+导电剂 乙炔黑)+增稠剂 导电剂(乙炔黑 增稠剂(CMC)+粘结剂 粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔） 负极 集流体（铜箔） 石墨 导电剂 乙炔黑 增稠剂 粘结剂 3.0工作原理 工作原理 3.1 充电过程 如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子 从通过外部电路跑到负极上,正 此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上 如上图一个电源给电池充电 此时正极上的电子 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” 从正极“ 锂离子 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。 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 LiCoO2=充电 充电=Li1-xCoO2+Xli++Xe(电子 电子) 充电 电子 负极上发生的反应为 6C+XLi++Xe=====LixC6 3.2 电池放电过程 放电有恒流放电和恒阻放电， 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。 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。 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 都是同时行动的， 都是同时行动的 方向相同但路不同，放电时， 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， 从负极“ 到正极，锂离子 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。 “游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。
3：电池的常用标准
电池的常用标准 IEC标准即国际电工委员会（International Electrical Commission）， 是由各国电工委员会组成的世界性标准化组织，其目的是为了促进世 界电工电子领域的标准化。其中关于镍镉电池的标准为IEC285，关 于镍氢电池的标准是IEC61436，锂离子电池目前IEC标准，一般电池 行业依据的是SANYO或Panasonic的标准。 电池常用IEC标准有镍镉电池的标准为IEC602851999; 镍氢电池的标 准为IEC614361998.1; 锂电池的标准为IEC619602000.11。 电池常用国家标准有镍镉电池的标准为 GB/T11013_1996GB/T18289_2000;镍氢电池的标准为 GB/T15100_1994GB/T18288_2000; 锂电池的标准为GB/T10077_1998YD/T998_1999,GB/T18287_2000。 另外电池常用标准也有日本工业标准JIS C 关于电池的标准及 SANYOPANASONIC公司制定的关于电池企业标准。
2：电池分类
⑴化学电池：将物质的化学能通过电化学氧化还原反应直接转化成电能的一 化学电池： 种装置。 种装置。 物理电源：在一定条件下实现能量直接转化的物理器件。包括太阳能电池、 ⑵物理电源：在一定条件下实现能量直接转化的物理器件。包括太阳能电池、 化学-电 电及温差发电机等能量转化器件。 光-化学 电、光-热-电及温差发电机等能量转化器件。 化学 热 电及温差发电机等能量转化器件 燃料电池：将燃料（和氧化剂）的化学能连续性转化为电能的电化学装置。 ⑶燃料电池：将燃料（和氧化剂）的化学能连续性转化为电能的电化学装置。 化学电池的分类： 化学电池的分类： 按被充电能力分：一次电池、氧化银，锌锰电池， 号电池等； ①按被充电能力分：一次电池、氧化银，锌锰电池，AAA，AA，2号电池等； ， ， 号电池等 手表，计算器中钮扣， 碘化锂电池等，二次电池（可再生电池） 手表，计算器中钮扣， 碘化锂电池等，二次电池（可再生电池）NI-MH， ， NI-Cd ，LI-ION Li-polymer 按电解质分：酸性电池： 铅酸电池等电动自行车，汽车， ②按电解质分：酸性电池：Pb-Acid 铅酸电池等电动自行车，汽车，摩托 蓄电池 碱性电池： 碱性电池：Zn-Ag、Zn-Hg、Zn-Ni、Cd-Ni、MH-Ni……常见有 、 、 、 、 常见有 AA，AAA，2号等 ， ， 号等 固体电解质电池： 固体电解质电池：Li-I2、Li-AgRbI2…… 、 非水电解质电池：锂一次电池、锂二次电池、锂离子电池…… 非水电解质电池：锂一次电池、锂二次电池、锂离子电池 贮备电池：电池活化之前，其关键组份与其他部分隔开： 电池系列， ③贮备电池：电池活化之前，其关键组份与其他部分隔开：Mg电池系列，热 电池系列 电池， 电池，Li/SoCl2 燃料电池：质子交换膜，固体氧化物，熔融硫酸盐， ④燃料电池：质子交换膜，固体氧化物，熔融硫酸盐，甲醇等
6： 电池不良项目及成因： 电池不良项目及成因：
1.容量低 容量低 2.内阻高 内阻高 3.电压低 电压低 4.超厚 超厚 5.成因有以下几点 成因有以下几点 6.爆炸 爆炸 7.短路 短路 8.断路 断路
7：锂电池保护的重要性： 锂电池保护的重要性：
锂离子电池对使用条件的要求也比较特殊， 锂离子电池对使用条件的要求也比较特殊，它要求将电压控制在 2.5~4.2V/单体。如果使用时电压太低，会降低电池的使用寿命， 单体。 单体 如果使用时电压太低，会降低电池的使用寿命， 充电时电压过高可能会引起爆裂。所以锂离子电池不能单独使用， 充电时电压过高可能会引起爆裂。所以锂离子电池不能单独使用， 必须配上电子保护线路以保证它工作在允许的范围之内， 必须配上电子保护线路以保证它工作在允许的范围之内，这样才 能保证锂离子电池的安全性并有效的延长使用寿命。 能保证锂离子电池的安全性并有效的延长使用寿命。 由于锂离子 电池的特殊性，它对充电器的要求也相当高， 电池的特殊性，它对充电器的要求也相当高，锂离子电池最理想 的充电方式为恒流恒压方式，先以恒流充电至4.2V/单体，然后转 单体， 的充电方式为恒流恒压方式，先以恒流充电至 单体 为恒压充电。当电流小到一定程度后充电结束。 为恒压充电。当电流小到一定程度后充电结束。锂离子电池对充 电器的电压精度要求较高。电压少于额定（ 电器的电压精度要求较高。电压少于额定（4.2V）0.1V就会导致 ） 就会导致 充电不足，约少充15%左右的电量。电压超过额定（4.2V）0.1V 左右的电量。 充电不足，约少充 左右的电量 电压超过额定（ ） 又会引起过充，影响电池的安全性能。 又会引起过充，影响电池的安全性能。 根据锂电池的特点，要大量应用在各个不同的地方。 根据锂电池的特点，要大量应用在各个不同的地方。又要保证使 用者的人身和设备安全。 用者的人身和设备安全。因此必须采用保护电路以达到两者之间 要求。 要求。
8：锂电池保护板原理
下图为采用S8261保护IC典型应用线路：
S8261 IC内部框图： IC内部框图：
1.分析过充电保护过程：当检测到电池电压高于设定值时 分析过充电保护过程： 30V 过充电监测比较起输出高电平， 如4.30V时，过充电监测比较起输出高电平，经过振荡控制 线路到逻辑控制分配器，通过0 充电禁止线路输出高电平， 线路到逻辑控制分配器，通过0V充电禁止线路输出高电平， 使上一个MOSFET 截止， 下一个导通， 使得CO MOSFET截止 CO与 等电位， 使上一个 MOSFET 截止 ， 下一个导通 ， 使得 CO 与 VM 等电位 ， CO电平变低 充电控制MOSFET截止。停止充电， 电平变低， MOSFET截止 CO电平变低， 充电控制MOSFET截止 。停止充电， 从而保护 电池，防止过充损坏电池及发热爆炸。 电池，防止过充损坏电池及发热爆炸。 分析过放电保护过程： 2 2. 分析过放电保护过程：分析原理同上略 3.分析过放电电流保护过程： 3.分析过放电电流保护过程：分析原理同上略 分析过放电电流保护过程
5，传说的核动力电池 链式裂变反应释放的核能叫做核裂变 能。这种20世纪出现的新能源，目前已占人类总能源消费量 的6%。核能的和平利用，对于缓解能源短缺、减轻环境污染 都具有重要意义。常用作原子电池中的放射性物质有钚238、 钷147、锶90等。这种电池的突出特点是：寿命长、重量轻、 不受外界环境影响、运行可靠。主要用于人造卫星、宇宙飞 船、海上的航标与游动气象浮标，以及无人灯塔之中。现在 也把原子电池作为人工心脏起搏器的电源，在医疗方面得到 了应用。1978年原苏联的带有核装置的宇宙-954卫星掉在了 加拿大北部的土地上；1996年11月俄罗斯发射的火星-96探测 器失败，由于探测器上载有的4块核电池共含200g放射性元素 钚，所以在其坠落位置尚未确定前，曾一度使澳大利亚处于 全国高度戒备状态。超微型核电池，待机时间可以长达10年， 虽然现在没有人可以验证是否属实，但是我们相信在目前没 有任何手机可以媲美。铀（uranium）239核弹材料