锂电池原理与工艺复习整理.doc

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1、锂电池原理与工艺复习第一章化学电源的原理及类别一、电池术语与及使用基本常识1、电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。2、理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用比容量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量，单位为Ah/kg（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。3、实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积，单位为 Ah，其值小于理论容量。4、额定容量也叫保证容量，是按国家或有关部门颁布的标准，保证电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度

2、的容量。5、电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻又包括电化学极化与浓差极化。6、终止电压(Cut-offdischargevoltage)指电池放电时，电压下降到电池不宜再继续放电的最低工作电压值。7、开路电压(OpencircuitvoltageOCV)电池不放电时，电池两极之间的电位差被称为开路电压。8、放电深度(DepthofdischargeDOD)在电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比，称为放电深度。9、过放电(Overdischarge)电池若是在放电过程中，超过电池放电的终止电压值，还继续放电时就可能会造成电池

3、内压升高，正、负极活性物质的可逆性遭到损坏，使电池的容量产生明显减少。10、过充电(Overcharge)电池在充电时，在达到充满状态后，若还继续充电，可能导致电池内压升高、电池变形、漏夜等情况发生，电池的性能也会显著降低和损坏。11、能量密度(Energydensity)电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。12、自我放电(Selfdischarge)电池不管在有无被使用的状态下，由于各种原因，都会引起其电量损失的现象。13、放电平台锂离子电池完全充电后，放电至3.6V时的容量记为C1，放电至3.0V时的容量记为C0，C1/C0称为该电池

4、之放电平台（行业标准1C放电平台为70%以上）14、充电循环寿命(Cyclelife)电池在完全充电后完全放电，循环进行，直到容量衰减为初始容量的75%，此时循环次数即为该电池之循环寿命。15、化成：电池制造后，通过一定的充放电方式将其内部正负极物质激活，改善电池的充放电性能及自放电、储存等综合性能的过程称为化成，电池只有经过化成后才能体现真实性能。16、分容：电池在制造过程中，因工艺原因使得电池的实际容量不可能完全一致，通过一定的充放电制度检测，并将电池按容量分类的过程称为分容17、快速充电：充电电流大于0.2C，小于0.8C则是快速充电。

5、18、慢速充电：充电电流在0.1C-0.2C之间时，我们称为慢速充电。19、涓流充电：充电电流小于0.1C时，我们称为涓流充电。20、超高速充电：充电电流大于0.8C时，我们称之为超高速充电。21、恒流充电方式：恒流充电法是保持充电电流强度不变的充电。方法，恒流充电器通常使用慢速充电电流。22、快速自动充电方式：通常所使用的是余弦法充电，也就是说并非用恒定的大电流充电，而是像余弦波那样电流强度随之变化，这样能缓解热量的积聚，从而将温度控制在一定范围内。23、脉冲式充电法：脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电，然后让电池停充一段时间，如此循环

6、。24、充电时间(小时)=充电电池容量(mAh)/充电电流(mA)*1.5的系数25、电池的比能量：单位体积或单位质量电池所放出的能量称比能量，前者称体积比能量或能量密度（Wh/L），后者称质量比能量(Wh/kg)。26、理论比容量的计算：第一章锂离子电池的原理、特点及技术一、锂离子电池工作原理正极：负极：总反应：二、锂离子电池的主要优点如下：重量能量密度大（Wh/kg）、循环寿命长、单体额定电压高、自放电率小、安全性高、可快速充放电、无环境污染，绿色电池。三、锂离子电池的主要缺点如下：内阻高、电压变化大、成本高、需保护电路、难替代、操作环境

7、要求高、资源有限，回收利用难度大。第一章正极材料的类别、性能及储锂原理一、层状正极材料（LiCoO2、三元）1、（1）理论比容量275mAh/g；（2）工作区间：锂脱出量＜0.5，工作平台位于3.6V，比容量137mAh/g，循环性能好，当锂脱出量＞0.5时，结构不稳定，需要充电保护。（3）存在的主要问题：①实际比容量与理论值275mAh/g有较大差距。②资源匮乏，成本高。③有一定毒害。（4）主要解决办法：利用Ni、Al等元素掺杂替代，稳定结构，提高电位和比容量，降低成本。（5）LiCoO2的改性原因：①层状LiCoO2在充放电循环过程中受到

8、不同程度的破坏，导致严重的应变和缺陷密度增加，发生容量衰减。②从层状结构转变为立方尖晶石结构。方法：掺杂：B、Al、Mg、Ni、Cr、Mn、Cu、Sn、Zn等和包覆