锂电池的设计与研发培训教材
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锂电池的设计与研
深圳市镭
主要内容
第一部分：基础篇 一 电池基本结构、原理 二 电池种类 三 电池功能特点 四 电池的用途 五 电池的常用术语
第二部分：设计篇
一 电池设计相关参数 二 设计思路 三 尺寸设计 四 安全性能设计
第三部分：研发篇 一 目前研发的主要方向 二 电池研发成果的必要条件 三 研发实验的设计 四 实验报告的书写
3 内阻 （极化内阻 欧姆内阻 静态内阻 动态内阻 ）
4 恒流充电 5 恒流放电 6 搁置 7 循环 8 活化 9 化成 10 分容 11 自放电
12 放电率
13 荷保持 14 记忆效应 15 放电电流 16 贮存寿命 17 过充 18 过放 19 短路 20自放电 21 倍率
工艺设计思路
电池的设计，最重要的是能符合客户的要求，针对不同的 功能，设计出相应的电池。目前常见的电子产品有： 机 MP3-MP4 普通手机 3G手机 笔记本 航模 玩具 具 电动自行车 。对于不同的产品，在其电池的设计 可以从几个方面来考虑：
1 安全 无论是用于那方面的电池，首当其充是的安 保电池在使用和储存过程中的安全，不高热不起火不 高热烫伤，起火烧伤，爆炸更危险！！ 。
9 成本
除了以上的考虑因素之外，成本也是在设计时重点为考虑的 系到设计出来的产品，客户所能接受的价格是否有利可赚！ 低的成本，做出满足客户要求的产品。
除了利润 ，一切都 是假 的！！
常见锂电池的使用参数：
常见电池设计时不同的要求
现对常识、参数、材料以及设计思路都有了一定的了解，下一 际的尺寸工艺设计
6尺寸要求
现在各类普通电子产品都趋向轻而薄的观念，比如：手机 MP3-MP4也是薄而轻，蓝牙耳机更是小。所以在电池的设 更要求我们开发一些克比容量高，压实高的新材料，来满 品的需要。
长循环
7循环性能
8 BMS（电源管理系统）的合理选用
作为锂电池，我们在使用时，必须选用合理的BMS来对电池 的保持，如：过充 过放，过流 短路 均衡 过温。好的BMS能 用寿命得以正常发挥。
铜铝箔厚度*宽度：mm*mm 辊压厚度：mm 卷针宽：mm 正负极容量比:%
工艺设计
主体材料的选用：
正极材料：四高 三稳 一保 一低价
1 比容量高 2 电压高 3 可逆容量高 4 扩散率高 5 平台稳 6 结构稳定 7 化学稳定 8 环保 9 便宜
电池的设计，最基本的就 用的材料要求及性能必须
4 使用环境
电池在不同的使用环境中，性能的发挥有很大的影响， 70℃与低温-20℃放出的容量有很大的差距。所以在设计时 用环境来选择所需的材料（正极料 电解液等）
5 工作时峰值与持续电流
用电器在不同的工作时间，输出电流有所不同，因此就得 不同的电流值来选用材料，比如：放电电流大的电池，我 设计时，就得考虑面密度大小 ，电解液种类，极耳数量 焊点的数量，极耳种类，引线的过流等等。
负极材料 ：
1 比容量高 2 比表面积小 振实高 3 结构稳定 4 可逆容量高 5 电位高 6 化学稳定性好， 7 环保 8 便宜
电解液
1 良好的化学稳定性与电池的正负极活性物质和集流体不发生化学 2 比较宽的电化学稳定窗口（电压） 3 较高的离子电导率，较低的电子电导率; 4 具有良好的成膜特性，在炭负极材料表面形成致密稳定的钝化膜 5 合适的温度范围(高沸点一低熔点); 6 安全低毒，无环境污染。 7 便宜
第一部分 基础篇
一 锂电池基本结构、原理 电池的结构组成 （六大组成） 正极 负极 隔膜 铝镍带 电解液 壳体
电池原理：
锂电池种类
根据材料分：钴系 锰系 铁系电池 根据壳体分：钢壳 铝壳 软包电池 根据功能分：常规 倍率 动力电池 根据使用环境分：低温 高温电池 根据形状分：方形 圆柱 其他：折叠 弯曲 异型
隔膜
1 化学、电化学稳定性 2 机械性能（刺穿 拉伸） 3 反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性， 4 隔膜材料与电极之间的界面相容性、 5 隔膜对电解质的保持性 6 闭孔温度低（120-135） 7 熔点要高（大于165）
铝镍带
1 过流密度大 2 不易氧化 3 与电池内部物质不发生化学反应
尺寸设计
下面以实际的电池型号来进行讲解：
尺寸：
电 池 型 号 ： 523450A
电池的用途
移动电话、MP3 MP4 蓝牙 笔记本电脑、小型摄像机、电动 动车、UPS备用电源，军事用途等等.
凡是能用电的设备基本上都能用上！！
锂电池的常用术语
1 容量 （放电容量 充电容量 额定容量 设计容量 标称容
量）
2 电压 （标称电压 开路电压 闭路电压 平台电压 上限
压 中值电压 平均电压）
电池功能特点
一 比容量高 酸 镉 镍 锂 35 41 50-80 120-160 140-180 Wh/kg 二 电压高
来自百度文库三 体积小 重量轻（24V相当于市面上铅酸电池的1/7重量，36V电池重量仅3KG, 相当于市面上铅酸电 四 长循环 五 自放电小 六 无记忆效应 七 无污染 环保
2 容量（功率）
即能够支持电器设备一次持续工作的时间要求，比如：手 一次充电，能使用三天，航模 玩具飞机一次能飞3分钟等。
3 平台要求
电池一次放电 某一电压值以上持续放电的时间，比如：手 放电 到3.6V后，自动关机 ，就要求我们的电池3.6V电压 时间越长越好，在选用正极材料时，会根据材料的特性来 一要求。
第二部分：设计篇
设计的目的：满足客户的要求！ 客户的常见要求有哪些？
容量 电压 内阻 尺寸 平台 循环
一 电池设计相关参数:
型号：电池外壳的尺寸 433450A 容量：电池的1C的放电容量 800 mAh 面密度：单位面积的敷料重量 42mg/cm2 克容量 ：单位重量的活性物质释放的容量值 142mA 压实密度：单位体积的敷料重量 3.8g/cm3 铝镍带宽：mm 隔膜厚度：mm
深圳市镭
主要内容
第一部分：基础篇 一 电池基本结构、原理 二 电池种类 三 电池功能特点 四 电池的用途 五 电池的常用术语
第二部分：设计篇
一 电池设计相关参数 二 设计思路 三 尺寸设计 四 安全性能设计
第三部分：研发篇 一 目前研发的主要方向 二 电池研发成果的必要条件 三 研发实验的设计 四 实验报告的书写
3 内阻 （极化内阻 欧姆内阻 静态内阻 动态内阻 ）
4 恒流充电 5 恒流放电 6 搁置 7 循环 8 活化 9 化成 10 分容 11 自放电
12 放电率
13 荷保持 14 记忆效应 15 放电电流 16 贮存寿命 17 过充 18 过放 19 短路 20自放电 21 倍率
工艺设计思路
电池的设计，最重要的是能符合客户的要求，针对不同的 功能，设计出相应的电池。目前常见的电子产品有： 机 MP3-MP4 普通手机 3G手机 笔记本 航模 玩具 具 电动自行车 。对于不同的产品，在其电池的设计 可以从几个方面来考虑：
1 安全 无论是用于那方面的电池，首当其充是的安 保电池在使用和储存过程中的安全，不高热不起火不 高热烫伤，起火烧伤，爆炸更危险！！ 。
9 成本
除了以上的考虑因素之外，成本也是在设计时重点为考虑的 系到设计出来的产品，客户所能接受的价格是否有利可赚！ 低的成本，做出满足客户要求的产品。
除了利润 ，一切都 是假 的！！
常见锂电池的使用参数：
常见电池设计时不同的要求
现对常识、参数、材料以及设计思路都有了一定的了解，下一 际的尺寸工艺设计
6尺寸要求
现在各类普通电子产品都趋向轻而薄的观念，比如：手机 MP3-MP4也是薄而轻，蓝牙耳机更是小。所以在电池的设 更要求我们开发一些克比容量高，压实高的新材料，来满 品的需要。
长循环
7循环性能
8 BMS（电源管理系统）的合理选用
作为锂电池，我们在使用时，必须选用合理的BMS来对电池 的保持，如：过充 过放，过流 短路 均衡 过温。好的BMS能 用寿命得以正常发挥。
铜铝箔厚度*宽度：mm*mm 辊压厚度：mm 卷针宽：mm 正负极容量比:%
工艺设计
主体材料的选用：
正极材料：四高 三稳 一保 一低价
1 比容量高 2 电压高 3 可逆容量高 4 扩散率高 5 平台稳 6 结构稳定 7 化学稳定 8 环保 9 便宜
电池的设计，最基本的就 用的材料要求及性能必须
4 使用环境
电池在不同的使用环境中，性能的发挥有很大的影响， 70℃与低温-20℃放出的容量有很大的差距。所以在设计时 用环境来选择所需的材料（正极料 电解液等）
5 工作时峰值与持续电流
用电器在不同的工作时间，输出电流有所不同，因此就得 不同的电流值来选用材料，比如：放电电流大的电池，我 设计时，就得考虑面密度大小 ，电解液种类，极耳数量 焊点的数量，极耳种类，引线的过流等等。
负极材料 ：
1 比容量高 2 比表面积小 振实高 3 结构稳定 4 可逆容量高 5 电位高 6 化学稳定性好， 7 环保 8 便宜
电解液
1 良好的化学稳定性与电池的正负极活性物质和集流体不发生化学 2 比较宽的电化学稳定窗口（电压） 3 较高的离子电导率，较低的电子电导率; 4 具有良好的成膜特性，在炭负极材料表面形成致密稳定的钝化膜 5 合适的温度范围(高沸点一低熔点); 6 安全低毒，无环境污染。 7 便宜
第一部分 基础篇
一 锂电池基本结构、原理 电池的结构组成 （六大组成） 正极 负极 隔膜 铝镍带 电解液 壳体
电池原理：
锂电池种类
根据材料分：钴系 锰系 铁系电池 根据壳体分：钢壳 铝壳 软包电池 根据功能分：常规 倍率 动力电池 根据使用环境分：低温 高温电池 根据形状分：方形 圆柱 其他：折叠 弯曲 异型
隔膜
1 化学、电化学稳定性 2 机械性能（刺穿 拉伸） 3 反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性， 4 隔膜材料与电极之间的界面相容性、 5 隔膜对电解质的保持性 6 闭孔温度低（120-135） 7 熔点要高（大于165）
铝镍带
1 过流密度大 2 不易氧化 3 与电池内部物质不发生化学反应
尺寸设计
下面以实际的电池型号来进行讲解：
尺寸：
电 池 型 号 ： 523450A
电池的用途
移动电话、MP3 MP4 蓝牙 笔记本电脑、小型摄像机、电动 动车、UPS备用电源，军事用途等等.
凡是能用电的设备基本上都能用上！！
锂电池的常用术语
1 容量 （放电容量 充电容量 额定容量 设计容量 标称容
量）
2 电压 （标称电压 开路电压 闭路电压 平台电压 上限
压 中值电压 平均电压）
电池功能特点
一 比容量高 酸 镉 镍 锂 35 41 50-80 120-160 140-180 Wh/kg 二 电压高
来自百度文库三 体积小 重量轻（24V相当于市面上铅酸电池的1/7重量，36V电池重量仅3KG, 相当于市面上铅酸电 四 长循环 五 自放电小 六 无记忆效应 七 无污染 环保
2 容量（功率）
即能够支持电器设备一次持续工作的时间要求，比如：手 一次充电，能使用三天，航模 玩具飞机一次能飞3分钟等。
3 平台要求
电池一次放电 某一电压值以上持续放电的时间，比如：手 放电 到3.6V后，自动关机 ，就要求我们的电池3.6V电压 时间越长越好，在选用正极材料时，会根据材料的特性来 一要求。
第二部分：设计篇
设计的目的：满足客户的要求！ 客户的常见要求有哪些？
容量 电压 内阻 尺寸 平台 循环
一 电池设计相关参数:
型号：电池外壳的尺寸 433450A 容量：电池的1C的放电容量 800 mAh 面密度：单位面积的敷料重量 42mg/cm2 克容量 ：单位重量的活性物质释放的容量值 142mA 压实密度：单位体积的敷料重量 3.8g/cm3 铝镍带宽：mm 隔膜厚度：mm