锂离子电池基本知识与制造工艺----培训材料

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1、锂离子电池基本知识与制造工艺于洋07/21/2014OUTLINE电池原理与化学电池发展锂离子电池性能与安全磷酸铁锂动力电池结构动力电池存贮、装卸电池包的安全操作电池原理与化学电池发展化学电池基本构成：正极、负极、电解液隔离膜、导线、外包装物电极反应：放电：阳极：Cu2++2e-=Cu阴极：Zn-2e-=Zn2+电池的能量：电池能量=电势差*电量电势差—正负极材的电位决定电量—通过线路中的电子总量伏打电池丹尼尔电池电池原理与化学电池发展电池分类：一次电池（原电池），如锌锰干电池、碱性电池、银电池二次电池（蓄电池），如铅酸电池、镍氢电池、锂电池燃料电池，氢、甲烷、甲醇燃料电池

2、太阳能电池常见二次电池的基本参数：电池原理与化学电池发展1991,Sony:C6/Li-saltinPC-EC/Li1-xCoO2In1995,Bellcore:Polymernewprocess–P1锂二次电池研发分为金属锂二次电池、锂离子电池与锂聚合物电池三个阶段。1999年，锂离子聚合物电池正式投入商业化生产，松下公司为首的8家公司均有产品推出，因此，1999年被日本人称为锂聚合物电池的元年。它以碳为负极，以含锂的化合物作正极；在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就是锂离子电池名称的由来。电池发展：OUTLINE电池原理与化学电池发展锂离子电池性能与安全磷酸

3、铁锂动力电池结构动力电池存贮、装卸电池包的安全操作锂离子电池性能与安全工业社会的发展对便携电子设备的依赖越来越高，作为设备能源提供的电池必须俱备更高的能量密度、更长的循环寿命及安全性。1992年商品化的锂离子电池提供可能性主要用途电子仪表航空动力消费用品电动车辆动力锂电池性能与安全传统而又新兴的电动车行业对于中国汽车工业，新能源汽车是实现跨越式发展的难得机遇锂离子电池性能与安全锂离子电池的优势锂离子电池（Li-onBattery）是目前最佳能量存储方案，同时兼备高功率密度和高能量密度，是当前电动汽车选用锂离子电池的根本原因锂离子电池性能与安全锂离子电池结构阴极：锂离子盐，由

4、含锂的过渡金属氧化物组成，常用的材料有钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂。阳极：石墨、石墨化碳材料、改性石墨、石墨化中间相碳微粒。锂离子存贮仓库隔离膜：一种特殊的复合膜，它的功能是隔离正负极，阻止电子穿过，同时能够允许锂离子通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。目前主要是聚乙烯(PE)或者聚丙烯(PP)。隔离阴阳极，防止短路，离子导通，电子隔绝电解液：一种有机电解液，大部分是由六氟磷酸锂（LiFL6）加上有机溶剂配成。锂离子通道。极柱：Ni(Cu)、Al，电子通道，接外电路包装膜：不锈钢壳，保持稳定的电化学环境.外包装绝缘膜工作原理：当外部电源给电

5、池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。当电池放电时，机理与充电是刚好是相反的，以LiFePO4为例，其化学反应方程式为：锂离子电池性能与安全锂离子电池性能与安全锂离子电池内部结构充电：正极--Li1MO2---->Li1-xMO2+xLi++xe-负极--C+xLi++xe-----CLix放电：正极--Li1-xMO2+xLi++xe----LiMO2负极--CLix-----C+xLi++e-锂离子电池性能与安全锂离子电池内部结构锂离子电

6、池性能与安全锂离子电池阴极材料：LxMyOzi.eLiCoO2LiNi(1-x)CoxMn(1-x)/2O2LiMnO4LiFePO4LiCoO2LiFePO4锂离子电池性能与安全电解液材料组成使用碳酸酯作为溶剂时，因为闪点较低，在较低的温度下即会闪燃，安全性较差。氟代溶剂（包括氟代酯和氟代醚）具有较高的闪点甚至无闪点，有利于抑制电解液的燃烧。氟代剂对电池性能损害较小，抑制电解液燃烧效果明显，但氟化物的使用将大大增加锂离子电池的生产成本。目前商用锂离子电池以EC、DMC为溶剂，以LiPF6为锂盐，具有较高的离子导电率与较好的电化学稳定性。锂离子电池性能与安全锂离子电池阴极材

7、料性能比较基于安全与成本因素，磷酸铁锂是目前技术水平条件下，最好选择。锂离子电池性能与安全石墨阳极材料天然石墨负极材料电镜照片FSNC-1石墨化后的电镜照片锂离子电池性能与安全石墨阳极材料容量满充电时：LiC66C+Li++e-6个C原子能放出1个电子6摩尔C原子(72克）能放出1摩尔电子1摩尔电子的电量=1.60217733*10-19*6.022*1023=96485库伦=26.80安时理论石墨克容量=26.80/72=372毫安时实际石墨克容量=280～370毫安时锂离子电池性能与安全理想正负极材料的特征具