锂电池原理1教学提纲.ppt

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1、锂电池原理1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: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-

2、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

3、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

4、，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*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

5、*。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，考察电池在实际使用环境下的性能情况。电池的安全标准电性能：1、额定容量：0.5C放电，单体电池放电时间不低于2h，电池组放电时间不低于1h5

6、4min（95%）；2、1C放电容量：1C放电，单体电池放电时间不低于57min（95%），电池组放电时间不低于54min（90%）；3、低温放电容量：-20℃下0.5C放电，单体或电池组放电时间均不低于1h12min（60%）；4、高温放电容量：55℃下0.5C放电，单体电池放电时间不低于1h54min（95%），电池组放电时间不低于1h48min（90%）；5、荷电保持及恢复能力：满电常温下搁置28天，荷电保持放电时间不低于1h36min（80%），荷电恢复放电时间不低于1h48min（90%）；6、储存性能：进行贮存试验的单体电池或电池组应选自生产日期不足3个月的，贮存前充50％

7、～60％的容量，在环境温度40℃±5℃，相对湿度45％～75％的环境贮存90天。贮存期满后取出电池组，用0.2C充满电搁置1h后，以0.5C恒流放电至终止电压,上述试验可重复测试3次，放电时间不低于1h12min（60%）；7、循环寿命：电池或电池组采用0.2C充电，0.5C放电做循环，当连续两次放电容量低于72min（60%）时停止测试，单体电池循环寿命不低于600次，电池组循环寿命不低于500次；8、高温搁置寿命：应选自生产日期不足三个月的