鋰電池工作原理

1、鋰離子電池的工作原理及安全性目錄 鋰離子電池的工作原理及組成 鋰離子電池的性能及測試 影響鋰離子電池安全性的因素 鋰電池保護板的工作原理電池組實物圖示意圖18650 電池示意圖隔膜隔膜正極正極負極負極安全閥安全閥電解液電解液 鋰離子電池的工作原理Li+ + 6C + eLiC6LiMO2MO2 + Li+ + e鋰電制作的一般流程配漿涂布輥壓裝配注液化成檢測出貨如何評價鋰離子電池 安全性: 短路, 過充, 熱沖擊 穩(wěn)定性: 循環(huán)和存儲 容量: 電池的重量能量比和體積能量比鋰離子電池的測試 安全性: 外短路, 針刺, 過充, 熱沖擊. 穩(wěn)定性: 循環(huán)500 次和存儲性能. 電化學性能: 容量,

2、不同倍率電流放電性能，高低溫放電等. 可靠性測試: 振動, 撞擊, 跌落, 擠壓. 不同倍率電池放電性能33.23.43.63.844.24.401002003004005006007001C放電0.5C放電0.2C放電不同倍率放電容量相近不同倍率放電容量相近33.23.43.63.844.24.40100200300400500600700不同溫度下的電池放電特性1C at 55oC 1C at 25oC 0.5C at -20oC 鋰電池安全性 由于能量密度較高, 鋰電較容易發(fā)生安全性事故. 在使用鋰電過程中, 除要求電芯本身要安全可靠外, 成品電池要有保護線路板. 鋰電池爆炸的報道鋰電池

3、爆炸的報道影響鋰離子電池安全性的內(nèi)部因素(1)材料:正極材料: LiCoO2的熱穩(wěn)定性及其與電解液反應(yīng)活性負極材料的穩(wěn)定性及配比電解液的組成隔膜的選擇材料體系影響整個電池的過充和熱穩(wěn)定性影響鋰離子電池安全性的內(nèi)部因素(2) 電池結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性 工藝 電池制作的過程控制: 極片毛刺, 極粉脫落, 卷繞對位. 不良電池的篩選內(nèi)短路: 微短路, 結(jié)構(gòu)性內(nèi)短路微短路 主要由正負極片上微粉或凸點刺穿隔膜, 引起電芯內(nèi)部短路造成. 輕微的將造成自放電率高 嚴重的將造成電池爆炸極粉刺穿隔膜造成電池爆炸極粉內(nèi)短路 內(nèi)層負極片掉粉刺穿隔膜, 造成電芯鼓脹電芯內(nèi)部短路 主要由于電芯極耳過長, 與極片或與殼

4、體接觸造成短路. 或極耳壓迫卷芯, 導致正負極短路. 引起電芯發(fā)燙, 嚴重時會導致爆炸. 過充電(電壓) 過放電 外短路 過溫: 120度 以上以上幾種情況均有可能導致電池發(fā)生安全性事故影響鋰離子電池安全性的外部因素微短路和內(nèi)短路電芯的篩除微短路和內(nèi)短路電芯的篩除 自放電嚴重的電芯有安全隱患 半荷電電芯, 正常情況下, 開路電壓大約1個月 壓降為15-20mV, 2 個月的壓降為25-35mV, 半年壓降為50-60mV. 通過嚴格存儲條件, 可把有微短路和內(nèi)短路隱患的 電芯篩除.過充安全性 主要與電芯正極材料有關(guān). LiCoO2 在4.2V 時, 結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定并放出氧氣. 同時電解液在4.2V

5、 時分解, 與LiCoO2反應(yīng)產(chǎn)生大量熱. 導致電芯內(nèi)壓急劇升高發(fā)生爆炸.電解液的添加劑 改善電池的穩(wěn)定性: 提高電池的循環(huán)性和存儲性 改善電池的過充安全性 提高電芯的高，低溫性能.小結(jié)小結(jié) 鋰離子電池是高能量, 長壽命的移動能源. 但有一定安全隱患. 評價鋰離子電池優(yōu)主要從三個方面:安全性, 穩(wěn)定性, 和體積、重量能量比. 鋰離子電池性能取決與材料, 設(shè)計和工藝控制 鋰離子電池的安全性問題是一個綜合性問題,要從電池材料體系，結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝控制等方面著手解決.電池組的測試 容量測試：1C放電容量不低于標稱容量； 高低溫測試： 低溫容量不得低于常溫放電容量的80%，高溫后容量90%； 壽命測試： 13串及以下電池循環(huán)容量不低于90%；13串以上電池循環(huán)容量不低于85%；300次保護板的工作原理 1、同口保護板工作原理 2、異口保護板原理