動力鋰電池基礎(chǔ)知識.ppt

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1、動力鋰電池知識培訓(xùn)美思鋰電技術(shù)部2011-10-91一、鋰離子電池的發(fā)展簡史鋰離子電池的研究始于20世紀(jì)80年代年代國家發(fā)明者發(fā)展?fàn)顩r1990年日本Nagoura等人正極用LiCoO2、負(fù)極用石油焦1990年日本Moli和Sony兩大公司推出以碳為負(fù)極的鋰離子電池1991年日本索尼公司開發(fā)了一種以聚糖醇熱解碳為負(fù)極1993年美國貝爾電訊公司報(bào)道用PVDF工藝制造成聚合物鋰離子電池2二、鋰離子電池的工作原理鋰離子電池是指分別用二個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池，鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負(fù)極是碳。鋰離子電池工作原理即充放

2、電原理：當(dāng)對電池進(jìn)行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當(dāng)對電池進(jìn)行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。在鋰電池的3充放電過程中，鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動狀態(tài)。鋰電池就象一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運(yùn)動員一樣在搖椅兩端來回奔跑，人們將這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完

3、成電池充放電工作的，獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”，俗稱“鋰電”。二、鋰離子電池的工作原理4鋰離子電池工作原理圖5鋰離子電池的放電曲線6三、鋰離子電芯的組成結(jié)構(gòu)鋰離子電池一般由以下幾部分組成：1.電芯，電池能夠充放電的主體部分；2.保護(hù)電路，電池的保護(hù)線路；3.PTC，熱溫度系數(shù)保險(xiǎn)絲；4.外殼，電池的容器；5.標(biāo)簽；6.連接器；7.鎳帶；8.高溫絕緣膠紙；9.導(dǎo)線；10.熱縮管；11.PVC套；12.NTC；13.識別電阻等等。7三、鋰離子電芯的組成結(jié)構(gòu)1.鋰離子電芯的正極鋰離子電芯主要由：正極、負(fù)極、隔膜紙、電解液、外殼等部分組成。

4、正極制造之前應(yīng)有工程部提供物料清單，生產(chǎn)部門根據(jù)物料清單、作業(yè)指導(dǎo)書等文件準(zhǔn)備好所需生產(chǎn)物料2.鋰離子電芯的外殼常用的鋰離子電芯外殼有鋼殼、鋁殼、鋁塑膜等。鋼殼電芯價(jià)格便宜，容易點(diǎn)焊加工，缺點(diǎn)是重量重,容量低；鋁殼電芯具有良好的韌性，質(zhì)量輕，比能量比功率大；鋁塑膜主要用于聚合物電芯，質(zhì)量最輕。8三、鋰離子電芯結(jié)構(gòu)圖9四、鋰離子電池性能指標(biāo)2.1電池的內(nèi)阻2.2電池的開路電壓和工作電壓2.3電池的容量與比容量2.4電池的能量與比能量2.5電池的功率與比功率2.6電池的充放電倍率,時率2.7電池自放電率2.8電池放電平臺2.9電池的循環(huán)壽命10相關(guān)名詞解

5、釋電池的內(nèi)阻：指電流通過電池時所受到的阻力。電池的開路電壓：指外線路中沒有電流通過時，電池兩極之間的電位差。電池的工作電壓：指有電流流過外線路時，電池兩極之間的電位差。電池的容量：在一定的放電條件下可以從電池獲得的電量。電池的比容量：為了對不同電池進(jìn)行比較，引入了單位體積或單位重量的電池所給出的容量這一概念，稱之為體積比容量重量比容量。電池的能量：電池在一定放電條件下對外做功所輸出的電能，在數(shù)值上等于電池實(shí)際容量與平均工作電壓的乘積。（W=C*V平）電池的比能量：指單位體積或單位重量的電池所給出的能量，也稱能量密度。電池的功率：指電池在一定放電制度下

6、，單位時間內(nèi)電池輸出的能量。電池的比功率：指單位質(zhì)量或單位體積電池輸出的功率。表示電池承受工作電流的大小。循環(huán)壽命：可充電池經(jīng)歷一次充放電，稱為一個周期。在一定的放電制度下，電池容量降至規(guī)定值之前，電池所經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)，稱使用周期。11四、鋰離子電池性能指標(biāo)1、內(nèi)阻是指電池中離子、電子在導(dǎo)體中運(yùn)動的阻力。包括歐姆電阻和極化電阻。歐姆電阻包括電極材料、電解液、隔膜電阻以及各零部件接觸電阻。極化電阻是指電化學(xué)反應(yīng)極化引起的電阻，包括電化學(xué)極化和濃差極化。歐姆電阻也稱物理電阻，極化電阻也稱化學(xué)電阻。內(nèi)阻測試儀12四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論:歐姆電阻的構(gòu)成1

7、)活性物質(zhì)與銅箔/鋁箔的接觸2)極耳焊接3)鉚釘制作時的各零部件的接觸電阻4)電解液的電阻5)隔膜的電阻6)電池外界各物理焊接的電阻7)各導(dǎo)體的本身電阻13四、鋰離子電池性能指標(biāo)2、電池電壓2.1開路電壓指外界沒有電流流過時正、負(fù)極兩端的電位差。2.2工作電壓指有電流通過外電路時,正、負(fù)極兩端的電位差，也稱放電電壓。14四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）60℃-20℃25℃-10℃充電電壓曲線圖不同溫度放電電壓曲線15四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論：開路電壓與工作電壓1）從定義上區(qū)別：A：外電路是否開通；B：開路電壓是一定的值，工作電壓是變化的？；

8、2）從實(shí)際效果區(qū)別：工作電壓＜開路電壓？16四、鋰離子電池性能指標(biāo)3、電池容量（C）與比容量容量指電池在一定