锂离子电池基础知识.ppt

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1、锂离子电池基础知识教程大纲电池分类锂离子电池之电化学反应机理锂离子电池之应用领域锂离子电池之结构锂离子电池之工艺流程锂离子电池之性能指标锂离子电池之质量认证电池种类划分一次电池（如5号、7号干电池）--电解质不流动二次电池（又称蓄电池，能反复多次循环使用,二次电池有：铅酸电池、锂离子电池、镉-镍电池、镍-氢电池等）燃料电池太阳能电池-地面光伏发电其他新型电池什么叫锂离子电池？锂离子电池是指LI+嵌入化合物为正、负极的二次电池正极采用锂化合物LixCoO2、LixMoO2或LixNiO2负极采用锂-碳层间化合物LixC6电解液为溶解有锂盐LiFP6、LiAsp6等有机

2、溶液在充放电过程中，LI+在两电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象的称为：“摇椅式电池”。充电时，LI+从正极脱嵌，经过电解液嵌入负极，负极处于富锂状态放电时则相反。锂离子电池电化学反应原理正极反应LiCoO2===Li1-XCoO2+xLi++xe-负极反应C+xLi++xe-===CLix电池总反应：LiCoO2+C===Li1-XCoO2+CLix放电时发生上述反应的逆反应。锂离子电池特点高能量密度(体积小，容量高）高工作电压长循环寿命电化学特性稳定荷电保持能力强（自放电小）无污染无记忆效应应用领域手机、笔记本电脑、数码相机、PDA、蓝牙耳机、电动工具、电动自行车、

3、电动汽车、电子书、睡眠仪锂离子电池结构正极活性物质（钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸铁锂等）、导电剂、溶剂、粘结剂、基体（铝箔）负极活性物质（石墨）、导电剂、溶剂、粘结剂、基体（铜箔）隔膜（PP+PE+PP）或PE电解液（LiFP6+DMCECEMC)外壳五金件及其他（铝壳、盖板、极耳、钢珠、绝缘片、胶带）材料克容量压实密度优点缺点钴酸锂（140-145）3.9g/mm3压实大安全性能差价格贵锰酸锂（100-105）2.8g/mm3价格低平台高自放电大高温性能差容量低压实低镍钴锰酸锂（155-160）3.3g/mm3容量高平台低磷酸铁锂（110-120）各厂家差异大2

4、.1g/mm3安全性能好循环性能好倍率放电好制备工艺复杂加工性能较差安全性能排序：磷酸铁锂＞锰酸锂＞三元材料＞钴酸锂正极材料负极材料负极材料分为以下几种：人造石墨如：青岛龙诚AGM525天然石墨如：创亚G1620和贝特瑞168中间相碳微球：杉杉MCMB负极材料的性能1、容量2、压实密度3、极片膨胀率4、循环性能隔膜1、电池隔膜最主要的功能是电子绝缘离子导通，即阻止正负电极在电池中的直接的电子接触，但是离子可以自由通过。2、隔膜一般份为单层隔膜和三层隔膜16um的隔膜一般为单层隔膜，由PE组成三层隔膜：如宇部20um的隔膜一般由PP/PE/PP组成3、隔膜的各项性能指

5、标（见附表）项目标准定义厚度小电池：16um,20um，25um，动力电池则需较厚些：30um，35um等，来料检验标准为标称值±2um，透气率一定体积的气体，在一定压力条件下通过一定面积的隔膜所需要的时间≤500s/100ml，透气率越大，电池内阻越大浸润度（吸液率）取50cm左右长隔膜浸入电解液中24小时，检测隔膜的吸液能力不同的隔膜吸液率不同化学稳定性隔膜在电化学反应中是惰性的孔径防止电极颗粒直接通过隔膜穿刺强度提高安全性能热稳定性80度以下，隔膜保持热稳定热关闭温度关闭温度和材料本身的熔点密切相关，PE熔点约130℃，PP为150℃，隔膜的热关闭温度一般在1

6、30℃热收缩率取50cm左右长隔膜在110℃下恒温2小时，测量其热收缩率孔隙率大于40%，孔隙率的大小和内阻有一定的关系电解液规格：EC：DMC：EMC＝1：1：1(体积比)LiPF6－1mol/L性质：无色透明液体，具有较强吸湿性，易挥发游离酸（如HF）<50PPM水<20PPM水和LiPF6和电解液中的有机溶剂发生反应产生气体HF催化LiPF6的水解和催化有机溶剂的聚合，降低电导率电导率电导率越大，电池倍率放电越好，平台越高功能电解液按功能分有：高温型、防过充型、低温型、倍率型等不一样的正负极材料所匹配的电解液也不同不一样的正极材料所需要的电解液量也不同一车间工

7、艺流程图检验厚度、柔韧性正极配料搅拌过筛涂布物料烘烤测粘度固含量测面密度尺寸正极滚压配料搅拌测粘度/固含量涂布负极连续辊压负极检验厚度过筛测面密度尺寸★★★★接上页裁大片真空烘烤分切极片焊接极耳包胶极片吸尘转序卷绕正极耳裁切极耳压平检宽度/毛刺裁大片真空烘烤分切极片焊接极耳包胶极片吸尘转序卷绕负极耳裁切极耳压平检宽度/毛刺二车间工艺流程图卷绕正极片负极片隔膜卷芯全检/吸尘套隔圈卷芯热、冷压底部包胶顶部包胶侧面贴胶隔圈包胶固定★接上页铝镍复合带裁切一次入壳铝镍复合带定位铝镍复合带焊接检查整齐度短路检测负极耳焊接极耳整形二次入壳正极耳焊接短路检测★★三车间工艺流程图