锂离子电池安全培训教材
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19
锂离子电池结构——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，锂离子电池中石墨电极。
负极集流体：镍带（约0.07mm厚）
负极基体：铜箔（约0.010mm厚)
负极物质：石墨+CMC+SBR
20
负极组成
负极： 主要材料包括活性材料石墨、黏结剂、导电剂 活性材料石墨：参与电化学反应的活性材料如：MCMB、 P15B— HG、 MCF、天然石墨、CMS等 导电剂：提高电极的导电性，如SS、SP、LSTM等 黏结剂： 把活性材料和导电剂黏结在箔(15和20微米厚） 上 ，如PVDF1100、SBR、CMC等 厚度为8微米到18微米的铜箔作为负极集流体。
• 隔膜 • 电解液 • 外壳五金件（钢壳、铝壳、盖板、极耳、绝缘片、绝缘胶带）
17
锂离子电池结构——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。锂离子电池中的钴酸锂、锰酸锂电极 等。
正极集流体：铝带（约0.1mm厚）
高温胶带（约0.05mm厚）
正极基体：铝箔（约0.016mm厚)
2012年10月22日龙岗电池厂因值班人员擅离岗
位，使的老化电池短路发热而无人知晓，最后发生火
灾。
老化区
储存区
充电检测区
案例三：“10.10”龙岗电池厂火灾事故
2012年10月10日13时35分， 位于公司的二楼仓库 发生火灾事故，15时30分左右扑灭，无人员伤亡，将存 放在库房中的锂电池烧掉，损失400万元。
2.8
DMSO 189 18.4
1.991
42.5
GBL 206 -42 104 1.751
39.1
锂离子电池结构——隔膜
隔膜——是放置于两极之间，作为隔离电极 的装置，藉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。但隔膜仍需 能让带电离子通过，以形成通路。
隔膜要求： ①离子透过度大 ②机械性强度适当 ③本身为绝缘体 ④不与电解液及电极发生反应
锂离子电池的生产安全
2012
内容
一、事故警示 二、锂离子电池基本概念 三、生产过程的危险与有害因素辨识 四、锂离子电池组装的安全要求
2012
来自百度文库
2012
锂电池事故
案例1：2010年10月11日23时35分，电池公司客户退回的锂 电池在存放处发生自燃起火，工人用灭火器扑救后再次发 生起火，过火面积50平方米左右。
2012
电池（battery）
电池是指通过正负极之间的电化反应将化学能转化为电 能的装置。
充电时，将电能转化为化学能进行储存。 放电时，将化学能转化为电能释放，作为电源供用电器。 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。
10
什么叫锂离子电池？ Li-Ion battery
案例5：2012年11月28日22时44分公司老化房起火，烧毁多 个货柜式老化房，待电池一批。
案例一：“2·19”深圳某电池厂火灾事故
2012年2月19日11时40分许，位于深圳市某公司三楼 清洗房发生发生火灾,火灾中一批手机锂电池被烧毁，两 名工人因吸入浓烟感到不适送医院治疗。
2012
案例二：“10.22”龙岗电池厂火灾事故
11
锂离子电池的结构和组成
圆柱型锂离子电池
方型锂离子电池
12
软包装和聚合物锂离子电池
二次锂电池的构造
方型锂离子电池（铝壳）
14
圆形锂离子电池
15
聚合物与软包装锂离子电池
16
锂离子电池结构
• 正极
活性物质 导电剂、溶剂、粘合剂、基体
• 负极
活性物质（石墨、MCMB、CMS) 粘合剂、溶剂、基体
• 锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池。 • 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元
复合材料。 • 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。
在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形 象的称为“摇椅电池”。
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。
21
锂离子电池电解液组成示意图
电解液
溶剂
锂盐
EC、PC、EMC、DEC等 LiPF6、LiClO4、LiBF4等
添加剂
防过充添加剂
阻燃剂
抑制气体生成
改善SEI膜性能 控制水和酸含量
22
锂离子电池结构——电解液
锂离子电池所使用的有 机溶剂 1.碳酸酯类 2.羧酸酯类 3.醚类有机溶剂 4.含硫有机溶剂
23
有机溶剂 沸点 熔点 闪点 黏度 相对介电常数
EC
248 39 150 1.86
89.6
DMC
90
3 15 0.59
3.1
EMC 108 -55 23 0.65
2.9
DEC 127 -43 33 0.75
2.8
PC 241.7 -49.2 135 2.530
64.4
MPC 130 -43 36 0.78
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
25
电池外壳
• 锂离子电池内部存有参与反应的液态电解质，且不允许有水的存 在，因此电池要求完成封闭，封装的壳体要求耐电解质及大气的 腐蚀，且有一定的耐内部压力的能力，
案例2：2012年2月19日11时40分许，位于深圳公司三楼清洗 房发生发生火灾,火灾中一批手机锂电池被烧毁，两名工 人因吸入浓烟感到不适送医院治疗。
案例3：2012年8月22日，位于公司，电器线路着火引发火灾 事故，将三楼车间多台设备烧坏。。
案例4：2012年10月10日13时35分， 位于公司的二楼仓库发 生火灾事故，15时30分左右扑灭，无人员伤亡，将存放在 库房中的锂电池烧，损失400万元。
正极物质：LiFePO4+碳黑+PVDF
18
正极组成
正极： 主要材料包括活性物质、黏结剂、导电剂 钴酸锂或锰酸锂：参与电化学反应的活性材料
导电剂：提高电极的导电性，如CB、KS、SS、SP、和LSTM 黏结剂： 把活性材料和导电剂黏结在铝箔(15和20微米厚）之上如
PVDF1300， 1700等 正极材料需要做成有一定粘度的浆料涂覆在具有集流作用的载体 上，并且能够与之紧密粘接，同时正极活性物质为半导体，导电性不好， 因此需要加有一定量导电剂以增加正极的导电性，降低电池的内阻，因 此正极中除需要有活性物质外还需要有导电剂、粘接剂、溶解粘接剂的 溶剂等。
锂离子电池结构——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，锂离子电池中石墨电极。
负极集流体：镍带（约0.07mm厚）
负极基体：铜箔（约0.010mm厚)
负极物质：石墨+CMC+SBR
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负极组成
负极： 主要材料包括活性材料石墨、黏结剂、导电剂 活性材料石墨：参与电化学反应的活性材料如：MCMB、 P15B— HG、 MCF、天然石墨、CMS等 导电剂：提高电极的导电性，如SS、SP、LSTM等 黏结剂： 把活性材料和导电剂黏结在箔(15和20微米厚） 上 ，如PVDF1100、SBR、CMC等 厚度为8微米到18微米的铜箔作为负极集流体。
• 隔膜 • 电解液 • 外壳五金件（钢壳、铝壳、盖板、极耳、绝缘片、绝缘胶带）
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锂离子电池结构——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。锂离子电池中的钴酸锂、锰酸锂电极 等。
正极集流体：铝带（约0.1mm厚）
高温胶带（约0.05mm厚）
正极基体：铝箔（约0.016mm厚)
2012年10月22日龙岗电池厂因值班人员擅离岗
位，使的老化电池短路发热而无人知晓，最后发生火
灾。
老化区
储存区
充电检测区
案例三：“10.10”龙岗电池厂火灾事故
2012年10月10日13时35分， 位于公司的二楼仓库 发生火灾事故，15时30分左右扑灭，无人员伤亡，将存 放在库房中的锂电池烧掉，损失400万元。
2.8
DMSO 189 18.4
1.991
42.5
GBL 206 -42 104 1.751
39.1
锂离子电池结构——隔膜
隔膜——是放置于两极之间，作为隔离电极 的装置，藉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。但隔膜仍需 能让带电离子通过，以形成通路。
隔膜要求： ①离子透过度大 ②机械性强度适当 ③本身为绝缘体 ④不与电解液及电极发生反应
锂离子电池的生产安全
2012
内容
一、事故警示 二、锂离子电池基本概念 三、生产过程的危险与有害因素辨识 四、锂离子电池组装的安全要求
2012
来自百度文库
2012
锂电池事故
案例1：2010年10月11日23时35分，电池公司客户退回的锂 电池在存放处发生自燃起火，工人用灭火器扑救后再次发 生起火，过火面积50平方米左右。
2012
电池（battery）
电池是指通过正负极之间的电化反应将化学能转化为电 能的装置。
充电时，将电能转化为化学能进行储存。 放电时，将化学能转化为电能释放，作为电源供用电器。 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。
10
什么叫锂离子电池？ Li-Ion battery
案例5：2012年11月28日22时44分公司老化房起火，烧毁多 个货柜式老化房，待电池一批。
案例一：“2·19”深圳某电池厂火灾事故
2012年2月19日11时40分许，位于深圳市某公司三楼 清洗房发生发生火灾,火灾中一批手机锂电池被烧毁，两 名工人因吸入浓烟感到不适送医院治疗。
2012
案例二：“10.22”龙岗电池厂火灾事故
11
锂离子电池的结构和组成
圆柱型锂离子电池
方型锂离子电池
12
软包装和聚合物锂离子电池
二次锂电池的构造
方型锂离子电池（铝壳）
14
圆形锂离子电池
15
聚合物与软包装锂离子电池
16
锂离子电池结构
• 正极
活性物质 导电剂、溶剂、粘合剂、基体
• 负极
活性物质（石墨、MCMB、CMS) 粘合剂、溶剂、基体
• 锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池。 • 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元
复合材料。 • 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。
在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形 象的称为“摇椅电池”。
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。
21
锂离子电池电解液组成示意图
电解液
溶剂
锂盐
EC、PC、EMC、DEC等 LiPF6、LiClO4、LiBF4等
添加剂
防过充添加剂
阻燃剂
抑制气体生成
改善SEI膜性能 控制水和酸含量
22
锂离子电池结构——电解液
锂离子电池所使用的有 机溶剂 1.碳酸酯类 2.羧酸酯类 3.醚类有机溶剂 4.含硫有机溶剂
23
有机溶剂 沸点 熔点 闪点 黏度 相对介电常数
EC
248 39 150 1.86
89.6
DMC
90
3 15 0.59
3.1
EMC 108 -55 23 0.65
2.9
DEC 127 -43 33 0.75
2.8
PC 241.7 -49.2 135 2.530
64.4
MPC 130 -43 36 0.78
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
25
电池外壳
• 锂离子电池内部存有参与反应的液态电解质，且不允许有水的存 在，因此电池要求完成封闭，封装的壳体要求耐电解质及大气的 腐蚀，且有一定的耐内部压力的能力，
案例2：2012年2月19日11时40分许，位于深圳公司三楼清洗 房发生发生火灾,火灾中一批手机锂电池被烧毁，两名工 人因吸入浓烟感到不适送医院治疗。
案例3：2012年8月22日，位于公司，电器线路着火引发火灾 事故，将三楼车间多台设备烧坏。。
案例4：2012年10月10日13时35分， 位于公司的二楼仓库发 生火灾事故，15时30分左右扑灭，无人员伤亡，将存放在 库房中的锂电池烧，损失400万元。
正极物质：LiFePO4+碳黑+PVDF
18
正极组成
正极： 主要材料包括活性物质、黏结剂、导电剂 钴酸锂或锰酸锂：参与电化学反应的活性材料
导电剂：提高电极的导电性，如CB、KS、SS、SP、和LSTM 黏结剂： 把活性材料和导电剂黏结在铝箔(15和20微米厚）之上如
PVDF1300， 1700等 正极材料需要做成有一定粘度的浆料涂覆在具有集流作用的载体 上，并且能够与之紧密粘接，同时正极活性物质为半导体，导电性不好， 因此需要加有一定量导电剂以增加正极的导电性，降低电池的内阻，因 此正极中除需要有活性物质外还需要有导电剂、粘接剂、溶解粘接剂的 溶剂等。