(完整版)锂电池学习总结1

锂电池

一、电芯使用种类 (2)

二、电芯分类 (3)

２.１从外形区分：方形电池和圆柱形电池； (3)

２.２锂电池外包材料区分： (3)

２.３从用途上区分： (3)

２.３.１从使用场合来区分： (3)

２.３.２从结构上区分： (3)

２.３.３从20℃放电容量倍率区分： (3)

２.４从正负极材料区分： (3)

２.４.１、三元材料： (3)

２.４.２磷酸铁锂： (4)

２.４.３钛酸锂： (4)

三、电芯 (4)

３.１化学背景 (4)

3.1.1电池与燃料背后的简单化学 (5)

3.2电芯的的电解液问题 (6)

3.3电芯的负极表面材料 (7)

3.4电芯的正极表面材料 (10)

3.5电芯的选材问题 (11)

3.6电芯前沿技术 (11)

一、电芯使用种类

目前亿能电子电池包所选的锂电池电芯有三星、东芝、力神、亿纬、国轩高科、CATL 等等。

容量：在25℃，最小放电容量

放电能量：在25℃，最小放电能量

脉冲电流：在25℃，50%SOC条件下，最大放电电流

寿命：在25℃，情况下可循环

1C恒流放电，80%DOD，每第25次放电100%DOD。

亿纬56AH寿命条件：标准充电结束后，搁置30min后，在（23±5）℃环境下，以0.5C恒流放电至终止电压后，再进行下一个循环，至容量衰减为初始容量的80%止，所完成的循环次数定义为该电池的循环寿命。

亿纬75AH寿命条件：标准充电结束后，搁置30min后，在（23±5）℃环境下，以0.33C恒流放电至终止电压后，再进行下一个循环，至容量衰减为初始容量的80%止，所完成的循环次数定义为该电池的循环寿命。

二、电芯分类

２.１从外形区分：方形电池和圆柱形电池；

２.２锂电池外包材料区分：铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池；

２.３从用途上区分：能量型电池和功率型电池；

２.３.１从使用场合来区分：

能量型电池：以高能量密度为特点，主要用于高能量输出的蓄电池。比方说：汽车动力电池；

功率型电池：一高功率输出为特点，主要用于瞬间高功率输出和输入的电池。比方说汽车启动、制动能量回收；

２.３.２从结构上区分：

能量型电池：对于能量型电池，放电的倍率较小，那么在综合考虑内阻和容量的时候可以把容量排在前面，当然在增大容量的过程中也要尽可能地减小内阻。在极耳的选取上，能量型的可以相对薄。极耳越薄，电池的容量就会减大。在涂敷的厚度上，能量型的电池极片要涂得厚些，活性物质粘接附着力变大，回到正极的锂离子变多容量增大；

功率型电池：对于功率型电池，放电的倍率较大，那么在综合考虑内阻和容量的时候可以把内阻排在前面。在极耳的选取上，高功率型的电池极耳要厚些。极片越厚，电池的极耳的阻值就会减小，过流面积会增大。在涂敷的厚度上，高功率型的电池极片要涂得薄些，这样锂离子和电子在电阻相对较大的电极活性物质上迁移的距离小，总内阻减小，可以支持大电流，以达到高功率的要求；

２.３.３从20℃放电容量倍率区分：

能量型电池：按照厂家提供的专用规程进行充电。若厂家未提供充电器，在20℃±5℃条件下，蓄电池以1/3C电流放电，至蓄电池电压达到3.0V（或企业技术条件中规定的放电或终止电压）时停止放电，静置1h，然后在20℃±5℃条件下以1/3恒流充电，至蓄电池电压达4.2V（或企业技术条件中规定的放电或终止电压）时转恒压充电，至充电电流降至1/30C时停止充电。充电后静置1h，在20℃±5℃条件下以1.5C电流放电，直到放电终止电压3.0V或企业极柱条件中规定的放电终止电压。此时的放电容量不低于额定值的90%；

功率型电池：按照厂家提供的专用规程进行充电。若厂家未提供充电器，在20℃±5℃条件下，蓄电池以1/3C电流放电，至蓄电池电压达到3.0V（或企业技术条件中规定的放电或终止电压）时停止放电，静置1h，然后在20℃±5℃条件下以1/3恒流充电，至蓄电池电压达4.2V（或企业技术条件中规定的放电或终止电压）时转恒压充电，至充电电流降至1/30C时停止充电。充电后静置1h，在20℃±5℃条件下以4C电流放电，直到放电终止电压3.0V或企业极柱条件中规定的放电终止电压。此时的放电容量不低于额定值的80%；

２.４从正负极材料区分：三元材料、钛酸锂材料、磷酸铁锂材料

２.４.１、三元材料：

三元材料：是指由三种化学成分（元素），组分（单质及化合物）或部分（零件）组成的材料整体）；

正极：镍盐、钴盐、锰盐（三元材料）；

负极：石墨、铜；

电解质：碳酸甲乙酯；

电解质形态：固态凝胶型；

额定电压：3.7V；

２.４.２磷酸铁锂：

正极：磷酸铁锂；

负极：石墨、铜；

额定电压：3.2V；

２.４.３钛酸锂：

正极:磷酸铁锂、锰酸锂或三元材料、镍锰酸锂；

负极:钛酸锂材料；

额定电压：2.4V；

三、电芯

３.１化学背景

电池的容量=能量密度X电池体积。所以体积一定如果要提高电池容量需要从能量密度上改善，能量密度的改善就需要电化学方面知识，也就是说电池背后的化学限制了电池的能量密度

图一：从wiki中转载的各种能量载体的能量密度不难看出亿能及绝大多数动力电池用的都是左下角的锂离子电芯，其中还有汽油，柴油，丁烷，丙烷，天然气，其中纵坐标单位是MJ/L，横坐标是MJ/Kg。可见锂离子电芯左下角的位置弱爆了。但是为什么燃料电芯没有发展起来，锂离子却迅速发展并占领动力电芯主动位？