《锂电池原理》PPT课件

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1、根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithiumionbattery,简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymerlithiumionbattery,简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同,锂离子电池使用的是液体电解质,而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。聚合物锂离子电池可分为三类：1.固体聚合物电解质锂离子

2、电池。电解质为聚合物与盐的混合物，这种电池在常温下的离子电导率低，适于高温使用。2.凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提高离子电导率，使电池可在常温下使用。3.聚合物正极材料的锂离子电池。采用导电聚合物作为正极材料，其比能量是现有锂离子电池的3倍，是最新一代的锂离子电池。由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而可以提高整个电池的比容量；

3、聚合物锂离子电池还可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50％以上。基于以上优点，聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池聚合物锂电池的基本组成正极材料负极材料隔膜电解液外包铝塑膜铝镍复合带聚合物锂电池的正极材料体系主要分为三种：三元材料：Li（NiCoMn）O2锰酸锂:LiMyO2钴酸锂:LiCoO2磷酸铁锂:LiFePO4锰酸锂材料电池的组成正极片：LiMyO2、导电剂、粘合剂，铝箔负极片：C、导电剂、粘合剂、铜箔微孔隔膜：聚丙稀/聚乙烯复合膜有机电解液：LiPF6/EC+DEC....外壳及配件

4、:钢壳、铝壳、铝塑膜，铝镍复合带。电化学反应过程充电过程：正极反应：LiMO2xLi++Li1-xMO2+xe-负极反应：xLi++xe-+C6LixC6放电过程：正极反应：xLi++Li1-xMO2+xe-LiMO2负极反应：LixC6xLi++xe-+C6电池反应：LiMO2+C=====Li1-xMO2+LixC6钴酸锂材料电池的组成正极片：LiCoO2、导电剂、粘合剂，铝箔负极片：C、导电剂、粘合剂、铜箔微孔隔膜：聚丙稀/聚乙烯复合膜有机电解液：LiClO4-PC+DME外壳及配件:铝壳、铝塑膜，铝镍复合带。电化

5、学反应过程充电：LiCoO2→Xli++Li1-xCoO2+Xe-Xli++Xe-+C6→LixC6放电：Xli++Li1-xCoO2+Xe-→LiCoO2LixC6→Xli++Xe-+C6磷酸铁锂材料电池的组成正极片：LiFePO4、导电剂、粘合剂，铝箔负极片：C、导电剂、粘合剂、铜箔微孔隔膜：聚丙稀/聚乙烯复合膜有机电解液：EC、DMC、EMC、LiPF6、多种添加剂外壳及配件:钢壳，壳、铝塑膜，铝镍复合带。对各组成部份材料的要求对正负极物质的要求1、正极电位超正，负极电位越负2、活性要高（反应快，得胜率高）［3、活性物

6、质在电解液中要稳定，自溶速度要小4、活性物质要有良好的导电性能，电阻小5、便于生产，资源丰富对电解液的要求1、电导率高，扩散效率好，粘度低2、化学成份稳定，挥发性小，易贮存3、正负极活性物质在电液中能长期保持稳定4、便于使用对隔膜要求1、有良好的稳定性2、具有一定的机械强度和抗弯曲能力，有抗拒枝晶穿透能力3、便于使用4、吸水性良好，孔径、孔率符合要求对外壳要求1、有较高的机械强度，承受一般的冲击2、具有耐工艺腐蚀的能力电池工作原理图+-充电锂离子放电正极负极电解液隔膜电池结构柱形电池结构锂离子电池安全特性为了确保锂离子电池安全可

7、*的使用，专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计，以达到电池安全考核指标。隔膜135℃自动关断保护采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下，复合膜两侧的PE膜孔闭合，电池内阻增大，电池内部升温减缓，电池升温达到135℃时，PP膜孔闭合，电池内部断路，电池不再升温，确保电池安全可*。向电液中加入添加剂在电池过充，电池电压高于4.2v的条件下，电液添加剂与电液中其他物质聚合，电池内阻大副增加，电池内部形成大面积断路，电池不再升温。电池盖复合结构电池盖采用刻痕防爆结构，电池

8、升温时，电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀，电池内压加大，压力达到一定程度刻痕破裂、放气。各种环境滥用试验 进行各项滥用试验，如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等，考察电池的安全性能。同时对电池进行温度冲击试验和振动、跌落、冲击等力学性能试验，考察电池