动力锂电池调研背景资料

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1、中国汽车工程研究院技术经济与咨询部节能与新能源汽车产业调研动力锂电池背景资料2012年3月内容概要1、动力锂离子电池定义22、动力锂电池的常用术语解释23、动力锂电池的构成及关键材料54、车用动力锂例子电池系统75、动力锂电池制造工艺流程图106、动力锂电池一致性问题127、动力锂电池安全问题148、动力锂电池发展的其他技术难题161、动力锂离子电池定义动力锂离子电池：严格来说，动力锂离子电池是指容量在3AH以上的锂离子电池，目前则泛指能够通过放电给设备、器械、模型、车辆等驱动的锂离子电池，由于使用

2、对象的不同，电池的容量可能达不到单位AH的级别。动力锂离子电池分高容量和高功率两种类型。高容量电池可用于电动工具、自行车、滑板车、矿灯、医疗器械等；高功率电池主要用于混合动力汽车及其它需要大电流充放电的场合。根据内部材料的不同，动力锂离子电池相应地分为液态动力锂离子电池和聚合物理离子动力电池两种，统称为动力锂离子电池。2、动力锂电池的常用术语解释   1）容量(Capacity)指一定的放电条件下可以从电池锂获得的电量。电量的公式为Q=I*t，单位为库伦，电池的容量单位规定为Ah（安时）或mAh（毫

3、安时）。意思是1AH的电池在充满电的情况下用1A的电流放电可以放1个小时。 2）充放电倍率（Charge-Rate/Discharge-Rate）表示以多大的电流充电、放电，一般以电池的标称容量的倍数为计算，一般称为几C。像容量1500mAh的电池，规定1C=1500mAh，如果以2C放电也就是以3000mA的电流放电，0.1C充放电就是以150mA的电流充放电。可提问：快充对于电池寿命的影响；不同充放电倍率下的充放电曲线等。 3）电压（OCV:OpenCircuitVoltage）电池的电压一般指

4、锂电池的标称电压（也叫额定电压）。普通锂电池的标称电压一般为3.7V，我们也称其电压平台为3.7V。我们说的电压一般指的是电池的开路电压。当电池20~80%的容量时，电压集中在3.7V左右（3.6~3.9V左右），容量太高或太低，电压变化较大。可提问：电压、压降一致性如何？ 4）能量（Energy）/功率（Power）电池以一定的标准放电，电池所能放出的能量（E），单位为Wh（瓦时）或KWh（千瓦时），另外1KWh=1度电。物理书上有基本概念，E=U*I*t，也等于电池电压乘以电池的容量。而功率的公

5、式为，P=U*I=E/t，表示单位时间能够释放的能量。单位为W（瓦）或KW（千瓦）。像容量为1500mAh的电池，标称的电压一般为3.7V，故对应的能量为5.55Wh。可提问：比能量/比功率的数据 5）内阻（Resistance）由于充放电时不能等效为一个理想的电源，有一定的内阻。内阻是要消耗能量的，当然内阻越小越好。电池内阻单位用毫欧（mΩ）。一般电池的内阻由欧姆内阻和极化内阻组成，内阻的大小受电池的材料、制造工艺，还有电池的结构的影响。可提问：内阻、动态内阻一致性如何。控制内阻和动态内阻一致性的

6、关键为何。 6）循环寿命（CycleLife）电池充电和放电一次就称为一个循环，循环使用寿命是衡量电池寿命性能的一个重要指标。IEC标准规定手机锂电池，0.2C放电至3.0V，1C充电至4.2V，反复循环500次后电池容量应保持为初始容量的60%以上。也就是说锂电池的循环寿命为500次。国标规定，循环寿命300次后，容量应保持初始容量的70%。电池容量低于初始容量的60%一般要考虑报废处理了。可提问：循环是按电量标准计算还是插充次数计算 7）放电深度（DOD:DepthofDischarge）定义为

7、电池放出的容量占额定容量的百分比。锂电池一般放电深度越深，电池寿命越短。 8）终止电压（Cut-OffVoltage）终止电压分为充电终止电压和放电终止电压，也就是说电池不能继续充电或放电的电压，在终止电压下再继续充电或放电对电池的寿命影响很大。锂电池的充电终止电压一般为4.2V，放电终止电压为3.0V。锂电池超过终止电压的深充或深放是严格禁止的。 9）自放电率（Self-Discharge）指电池在存放期间容量的下降率，用单位时间内容量下降的百分比表示。一般的锂电池的自放电率为2%~9%/月。10

8、）SOC(StateofCharge)指电池的剩余电量与可以放出总电量的百分比，0~100%。反映电池剩余电量情况。     1、动力锂电池的构成及关键材料（1）正极：活性物质一般为锰酸锂或者钴酸锂，现在又出现了镍钴锰酸锂材料。正极反应：放电时锂离子嵌入，充电时锂离子脱嵌。（2）隔膜：隔离电芯正、负极片，以防止卷芯内部正、负极片直接接触造成短路；从微观角度看，隔膜表面为网状结构，通常有PP、PE之分，也有PE、PP复合在一起的。可以让离子和电子自由通过。若按形状区分则