《锂电池知识培训》PPT课件
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负极极耳：镍带（约0.07mm厚）
负极基体：铜箔（约0.010mm厚)
负极物质：石墨+CMC+SBR/石墨+PVDF
作用： 接受容纳锂离子
2019/5/10
Confidential Proprietary
12
锂离子电池结构——隔膜
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
作用：将正负极完全隔开，防止正负极直接短路
2019/5/10
Confidential Proprietary
13
锂离子电池结构——电解液
性质：
无色透明液体，具有较强吸湿性。
应用：
主要用于可充电锂离子电池的电解液，只 能在干燥环境下使用操作（如环境水分小 于20ppm的手套箱内）。
2019/5/10
Confidential Proprietary
10
锂离子电池结构——正极
正极极耳：铝带（约0.1mm厚）
正极基体：铝箔（约0.015mm厚)
作用：提供锂源
正极物质：钴酸锂+导电剂+PVDF
2019/5/10
Confidential Proprietary
11
锂离子电池结构——负极
规格：
溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比）
LiPF6浓度 1mol/l
质量指标：
密度（25℃）g/cm3 1.23±0.03
水分（卡尔费休法） ≤20ppm
游离酸（以HF计） ≤50ppm
电导率（25℃）
10.4±0.5 ms／cm
2019/5/10
Confidential Proprietary
电池壳制作 极ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ卷绕
电池侧顶边封 电池注液
出货检验
电池转PACK 或直接出货 2019/5/10
分选
电池化成
电池后加工
电池自放电挑选
电池后处理
电池后处理
Confidential Proprietary
16
聚合物电池的生产过程
极片、隔膜
﹢
﹦
极组
2019/5/10
电池壳
待注液电池
Confidential Proprietary
2019/5/10
Confidential Proprietary
2
什么叫锂离子电池？
锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次 电池。 正或L极iX采F用eP锂O4化等合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6等。 电解质为溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液。 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。
14
聚合物电池简介
聚合物锂电的命名一般根据它的厚度、宽度、长度的尺寸得出的。 如402025： 那就表示它的厚度是4.0mm;宽度是20mm,长度是25mm。
厚4.0mm
长 25mm
宽 20mm
2019/5/10
Confidential Proprietary
15
聚合物电池的生产过程示意图
电池极片制作 电池隔膜准备
由于电池初期的产气现象，电池内部压力增大同时使电液 在极组中分布不均匀，出现析锂和电池鼓胀现象。目前解 决方案就是开口排气，使化成初期产生的气体排出电池之 外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同时， 使电液进一步在极组内部扩散。 电压在2.5~4.2V时,电池的活性物质开始发生电化学反应, 负极活性物质开始嵌入锂离子,正极继续脱出锂离子。
2019/5/10
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5
锂离子电池电化学反应机理
锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程
2019/5/10
Confidential Proprietary
6
锂离子电池结构
正极 活性物质（LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-xO2\ LiXFePO4 ) 导电剂、溶剂、粘合剂、基体 负极 活性物质（石墨、MCMB) 粘合剂、溶剂、基体、导电剂 隔膜（PP+PE） 电解液（LiPF6 + DMC/ EC/ EMC) 外壳五金件（钢壳、铝塑膜、铝壳、盖板、 极耳、绝缘片等）
锂离子电池基础知识介绍
2019/5/10
Confidential Proprietary
1
目录
第一章 锂离子电池反应机理及结构 第二章 聚合物电池生产过程 第三章 圆柱电池生产过程 第四章 锂离子电池的一些基本电性能 第五章 锂离子电池安全性能及关键控制点 第六章 PACK介绍 第七章 锂离子电池相关标准 第八章 磷酸铁锂介绍
2019/5/10
Confidential Proprietary
4
锂离子电池电化学反应机理
在电池化成初次充电过程中：
电池电压大约在0~2.5V左右，电解质在负极表面还原，形 成固态电解质界面（SEI 膜：烷基碳酸锂、氧化锂、碳酸 锂、氟化锂等），作用是使溶剂化锂离子脱去表面溶剂分 子得到电子嵌入石墨层内。此时正极开始脱出锂离子, 容 量占总体容量的10%左右。对电池而言表现为产生气体： 主要成分为溶剂还原产物如乙烯、丙烯和 CO2 等。
待出货电池
待充电电池
17
聚合物电池生产过程卷绕
负极片
隔膜
卷绕
正极片
2019/5/10
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极组
-+
18
聚合物电池生产过程冲壳
铝 塑 封 装 袋
电池壳
ON
113μm
AL
CPP
聚合物冲壳设备 ON: 尼龙层 25μm AL: 铝层 40μm CPP:CPP层 35μm
2019/5/10
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3
锂离子电池电化学反应机理
充电
正极反应：LiCoO2=放=电== Li1-xCoO2 + xLi+ + xe负极反应：
充电
6C + xLi+ + xe- =放=电= LixC6 电池总反应：
充电
LiCoO2 + C6 =放==电= Li1-xCoO2 + LixC6 放电时发生上述反应的 逆反应。
2019/5/10
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7
圆柱形锂离子电池结构图
密封圈 绝缘圈
正极极耳
限流开关
隔膜
绝缘垫
2019/5/10
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8
软包装锂离子电池结构图
2019/5/10
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9
方形锂离子电池结构图
负极基体：铜箔（约0.010mm厚)
负极物质：石墨+CMC+SBR/石墨+PVDF
作用： 接受容纳锂离子
2019/5/10
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12
锂离子电池结构——隔膜
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
作用：将正负极完全隔开，防止正负极直接短路
2019/5/10
Confidential Proprietary
13
锂离子电池结构——电解液
性质：
无色透明液体，具有较强吸湿性。
应用：
主要用于可充电锂离子电池的电解液，只 能在干燥环境下使用操作（如环境水分小 于20ppm的手套箱内）。
2019/5/10
Confidential Proprietary
10
锂离子电池结构——正极
正极极耳：铝带（约0.1mm厚）
正极基体：铝箔（约0.015mm厚)
作用：提供锂源
正极物质：钴酸锂+导电剂+PVDF
2019/5/10
Confidential Proprietary
11
锂离子电池结构——负极
规格：
溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比）
LiPF6浓度 1mol/l
质量指标：
密度（25℃）g/cm3 1.23±0.03
水分（卡尔费休法） ≤20ppm
游离酸（以HF计） ≤50ppm
电导率（25℃）
10.4±0.5 ms／cm
2019/5/10
Confidential Proprietary
电池壳制作 极ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ卷绕
电池侧顶边封 电池注液
出货检验
电池转PACK 或直接出货 2019/5/10
分选
电池化成
电池后加工
电池自放电挑选
电池后处理
电池后处理
Confidential Proprietary
16
聚合物电池的生产过程
极片、隔膜
﹢
﹦
极组
2019/5/10
电池壳
待注液电池
Confidential Proprietary
2019/5/10
Confidential Proprietary
2
什么叫锂离子电池？
锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次 电池。 正或L极iX采F用eP锂O4化等合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6等。 电解质为溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液。 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。
14
聚合物电池简介
聚合物锂电的命名一般根据它的厚度、宽度、长度的尺寸得出的。 如402025： 那就表示它的厚度是4.0mm;宽度是20mm,长度是25mm。
厚4.0mm
长 25mm
宽 20mm
2019/5/10
Confidential Proprietary
15
聚合物电池的生产过程示意图
电池极片制作 电池隔膜准备
由于电池初期的产气现象，电池内部压力增大同时使电液 在极组中分布不均匀，出现析锂和电池鼓胀现象。目前解 决方案就是开口排气，使化成初期产生的气体排出电池之 外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同时， 使电液进一步在极组内部扩散。 电压在2.5~4.2V时,电池的活性物质开始发生电化学反应, 负极活性物质开始嵌入锂离子,正极继续脱出锂离子。
2019/5/10
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5
锂离子电池电化学反应机理
锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程
2019/5/10
Confidential Proprietary
6
锂离子电池结构
正极 活性物质（LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-xO2\ LiXFePO4 ) 导电剂、溶剂、粘合剂、基体 负极 活性物质（石墨、MCMB) 粘合剂、溶剂、基体、导电剂 隔膜（PP+PE） 电解液（LiPF6 + DMC/ EC/ EMC) 外壳五金件（钢壳、铝塑膜、铝壳、盖板、 极耳、绝缘片等）
锂离子电池基础知识介绍
2019/5/10
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1
目录
第一章 锂离子电池反应机理及结构 第二章 聚合物电池生产过程 第三章 圆柱电池生产过程 第四章 锂离子电池的一些基本电性能 第五章 锂离子电池安全性能及关键控制点 第六章 PACK介绍 第七章 锂离子电池相关标准 第八章 磷酸铁锂介绍
2019/5/10
Confidential Proprietary
4
锂离子电池电化学反应机理
在电池化成初次充电过程中：
电池电压大约在0~2.5V左右，电解质在负极表面还原，形 成固态电解质界面（SEI 膜：烷基碳酸锂、氧化锂、碳酸 锂、氟化锂等），作用是使溶剂化锂离子脱去表面溶剂分 子得到电子嵌入石墨层内。此时正极开始脱出锂离子, 容 量占总体容量的10%左右。对电池而言表现为产生气体： 主要成分为溶剂还原产物如乙烯、丙烯和 CO2 等。
待出货电池
待充电电池
17
聚合物电池生产过程卷绕
负极片
隔膜
卷绕
正极片
2019/5/10
Confidential Proprietary
极组
-+
18
聚合物电池生产过程冲壳
铝 塑 封 装 袋
电池壳
ON
113μm
AL
CPP
聚合物冲壳设备 ON: 尼龙层 25μm AL: 铝层 40μm CPP:CPP层 35μm
2019/5/10
Confidential Proprietary
3
锂离子电池电化学反应机理
充电
正极反应：LiCoO2=放=电== Li1-xCoO2 + xLi+ + xe负极反应：
充电
6C + xLi+ + xe- =放=电= LixC6 电池总反应：
充电
LiCoO2 + C6 =放==电= Li1-xCoO2 + LixC6 放电时发生上述反应的 逆反应。
2019/5/10
Confidential Proprietary
7
圆柱形锂离子电池结构图
密封圈 绝缘圈
正极极耳
限流开关
隔膜
绝缘垫
2019/5/10
Confidential Proprietary
8
软包装锂离子电池结构图
2019/5/10
Confidential Proprietary
9
方形锂离子电池结构图