锂电池PPT课件

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液态锂离子电池与聚合物锂离子电池的异同：
◆相同点：正负极活性物质相同； 电池工作原理相同； 单体电池工作电压相同。
◆不同点：液态锂离子电池的电解液是液态的有机电解液；聚合 物锂离子电池的电解质是将液态的有机电解液吸附在一种聚合物 基质上，所以被称为凝胶聚合物电解质。
◆优缺点比较：液态锂离子电池的功率较聚合物锂离子电池大的
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正极 活性物质
（LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-xO2) 导电剂、溶剂、粘合剂、基体
负极 活性物质（石墨、MCMB（石墨化中间相碳
微珠）)
粘合剂、溶剂、基体 隔膜（PP（高聚物聚丙烯）+PE（聚乙烯）） 电解液（LiPF6 + DMC EC EMC) 外壳
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锂电池工作原理
锂离子电池特征及基本信息：
二次电池（充电电 镍氢电池 电池
池或蓄电池）
锂离子
电池
聚合物态锂离
子电池
另外还有燃料电池、太阳.能电池等等
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常见可充电电池性能比较
电池体系
组成
负极 电解液
正极
环保性能
电池 电压 （V）
能量密度 Wh/kg Wh/L
充电循 自放电
环
率
锂离子电 池
碳
LiPF6
LiMn2O4 或
LiCoO2
绿色环保
3.6
由此可见，锂离子充/放电控制精度要求相当高，既不能过充，也不 能过放。否则都将影响电池寿命，这是由锂离子电池工作机理所决定的 。
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锂离子电池的优缺点：
优点： 电压高（单体电池的工作电压高达3.6v~3.8v 远高于镍氢和镍镉电池的1.2V 电压） 比能量大（容量密度大,其容量密度是镍氢电池或镍镉电池的1.5~2.5 倍,或者更高） 循环寿命长，安全性能好，无公害，无记忆效应， 自放电小（自放电小,在放置很长时间后其容量损失也很小）
130150
350400
≥500
8%
铅酸电池 Pb H2SO4
PbO2
铅污染严 重
2.0
30-50
50-80 300-500
20%
镍镉电池 Cd
KOH
NiOOH
镉污染严 重
1.2
50-60
130150
400-600
25%
镍氢电池
储氢 材料
KOH
NiOOH
环保
1.2 60-70
190200
≥ห้องสมุดไป่ตู้00
10%
锂电池原理及材料
报告人 学号
2013.11.19
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1 锂电池简介 2 锂电池工作原理 3 锂电池应用 4 锂电池材料
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2
锂电池简介
锂电池：是一类由锂金属或锂合金为负极材料 、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂 电池来自于伟大的发明家爱迪生。
由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金 属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。 所以，锂电池长期没有得到应用。现在锂电池 已经成为了主流。
锂电池
锂金属电池
液态锂离子电池
锂离子电池
聚合物锂离子电池
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锂电池工作原理
锂金属电池： 锂金属电池一般是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：Li+MnO2=LiMnO2
最主要的区别是金属锂电池是一次性电池，锂离子电池
是可充电循环电池！ 但是，可充锂金属电池1996年研制成功
多，反映在电动自行车上，液态比聚合物有更强的爬坡能力；液
态锂离子电池的价格较聚合物锂离子电池便宜。聚合物锂离子电
池由于不存在游离的电解液，不存在漏液的情况。
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锂电池工作原理（以18650为例）
18650锂电池中的18650 这几个数字，代表外表尺寸： 18指电池直径18.0mm ，650 指电池高度65.0mm。常见的 18650电池分为锂离子电池、 磷酸铁锂和镍氢电池。电压及 容量规格为镍氢电池电压为 1.2V 常见容量为2500mAh， 锂离子电池电压为3.6V常见容 量为1500mAh-3100mAh。
有些体系可快速充放电，工作温度范围宽，厚度小，能做得更薄， 重量轻，容量大。
缺点：电池成本较高，有些材料不能大电流放电，需要保护线路控 制（过充保护、过放保护）。
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记忆效应：是针对镍镉电池而言的。
理由：由于传统工艺中负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它 们被完全放电之前就重新充电，镉晶粒容易聚集成块而使电池放电时 形成次级放电平台。电池会储存这一放电平台并在下次循环中将其作 为放电的终点，尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台上 。同样在每一次使用中，任何一次不完全的放电都将加深这一效应， 使电池的容量变得更低。
1、锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池
。
2、正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXFePO4 或LiXMnO2 负极 采用锂-碳层间化合物LiXC6。 3、电解质为溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6（六氟合砷(V)酸锂）等有机
溶液。
4、在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌
在电池的充放电过程中， 锂离子处于从正极→负极→正 极的运动状态——摇椅式电池 。
充电过程
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锂电池工作原理
正极反应： LiCoO2—— Li1-xCoO2 + xLi+ + xe负极反应： C + xLi+ + xe- —— CLix 电池总反应： LiCoO2 + C —— Li1-xCoO2 + CLix 放电时发生上述反应的逆反应。
，是可充电池的第五代产品，解决了锂离子电池难以解决的
安全性的关键，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比
均优于锂离子电池。是国际绿色能源的前沿和高新技术，项
目成本低，技术含量高，目前只有美国、日本和以色列等少
数国家的几个公司在生产。 .
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电池的分类：
一次电池（干电 池）
电
铅酸电池
池
镉镍电池 液 态 锂 离 子
，被形象的称为“摇椅电池”。
5、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，放电时则相反。
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锂电池工作原理
当对电池进行充电时，电 池的正极上有锂离子脱出，生 成的锂离子经过电解液运动到 负极。
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 回到正极。
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锂电池工作原理
放电时锂离子不能完全移向正极，必须保留一部分锂离子在负极， 以保证下次充电时的锂离子畅通嵌入通道。否则，电池寿命就相当短。
为了保证碳层中放电后留有部分锂离子，就要严格限制放电终止最 低电压，也就是锂离子电池不能过放电。
例如 LiCoO2 ，其放电终止最低电压通常为3.0V/节，最低也不能低 于2.7V/节；同时，最高充电终止应为4.2V，不能过充，否则会因正极 LiCoO2中的Li离子拿走太多时，造成所谓的“晶型瘫塌”，而使电池表 现出寿命终结状态。