比克電池知識學習

1、1 鋰離子電池的誕生鋰離子電池的誕生 電池行業(yè)中一些常見的術語電池行業(yè)中一些常見的術語 鋰離子電池的原理鋰離子電池的原理 鋰離子電池的基本結構鋰離子電池的基本結構 我司鋰電池的原材料狀況我司鋰電池的原材料狀況 鋰離子電池的基本工藝流程鋰離子電池的基本工藝流程 鋰離子電池的基本性能鋰離子電池的基本性能 我司鋰電池的特點及應用說明我司鋰電池的特點及應用說明 電池檢測標準電池檢測標準 有關成品電池的知識與組裝的基本流程有關成品電池的知識與組裝的基本流程2任何事物的誕生都有一定的背景。鋰離子電池的產生同樣也離不任何事物的誕生都有一定的背景。鋰離子電池的產生同樣也離不開這一點。開這一點。20C60、70

2、年代發(fā)生的石油危機迫使人們去尋找新的替代年代發(fā)生的石油危機迫使人們去尋找新的替代能源。能源。由于金屬鋰在所有金屬中是最輕、氧化還原電位最低、質量能量密度由于金屬鋰在所有金屬中是最輕、氧化還原電位最低、質量能量密度最大，因此它成為了潛在的替代能源之一。同時，隨著科學技術的發(fā)最大，因此它成為了潛在的替代能源之一。同時，隨著科學技術的發(fā)展和人民物質文化生活的提高，特別是隨著空間技術的發(fā)展和軍事裝展和人民物質文化生活的提高，特別是隨著空間技術的發(fā)展和軍事裝備的需求，信息和微電子工業(yè)的迅猛發(fā)展帶來了大量工業(yè)用、民用、備的需求，信息和微電子工業(yè)的迅猛發(fā)展帶來了大量工業(yè)用、民用、醫(yī)用和便攜式電子產品的問世，

3、以及環(huán)境保護意識的增強，人們對體醫(yī)用和便攜式電子產品的問世，以及環(huán)境保護意識的增強，人們對體積小、重量輕、安全可靠、無污染，可反復充電使用的電池的需求更積小、重量輕、安全可靠、無污染，可反復充電使用的電池的需求更加迫切。鋰離子電池就是在這種形式下迅速發(fā)展起來的新興高能二次加迫切。鋰離子電池就是在這種形式下迅速發(fā)展起來的新興高能二次電池。電池。從理論上，與一般的原電池相比，鋰離子電池有明顯的優(yōu)點：從理論上，與一般的原電池相比，鋰離子電池有明顯的優(yōu)點：a.電壓高：是一般電壓高：是一般Ni-Cd、Ni-MH的的3倍倍b.儲能密度高儲能密度高c.工作溫度范圍寬：工作溫度范圍寬：一般能在一般能在2545

4、（隨著電解質和正極材料的改進，有望拓寬（隨著電解質和正極材料的改進，有望拓寬到到4070）工作）工作d.持續(xù)輸出功率大（比功率大）持續(xù)輸出功率大（比功率大）e.放電平穩(wěn)、循放電平穩(wěn)、循環(huán)性能優(yōu)越，無記憶效應環(huán)性能優(yōu)越，無記憶效應f.儲存時間長，工作壽命長等。儲存時間長，工作壽命長等。 34 一次電池（一次電池（primarybattery）:只能進行一次放電的電池，不能進行只能進行一次放電的電池，不能進行充電而再利用。充電而再利用。 二次電池（二次電池（secondarybattery）:可反復進行充電、放電而多次使用可反復進行充電、放電而多次使用的電池，也叫蓄電池或充電電池（的電池，也叫蓄電

5、池或充電電池（rechargeable）。）。 正極（正極（positive electrodepositive electrode）: cathode : cathode 放電時，電子從外部電路流放電時，電子從外部電路流入電位較高的電極。入電位較高的電極。 負極（負極（negative electrodenegative electrode）: anode : anode 放電時，電子從外部電路流出放電時，電子從外部電路流出電位較低的電極。電位較低的電極。 額定容量（額定容量（rated capacityrated capacity）: : 制造商標明的電量值制造商標明的電量值C C5 5m

6、AhmAh，即充滿，即充滿電的電池在電的電池在2020下以下以0.2C0.2C的標準實驗電流放電到終止電壓（的標準實驗電流放電到終止電壓（2.75V2.75V）時所能放出的電量值。時所能放出的電量值。 循環(huán)壽命（循環(huán)壽命（cycle lifecycle life）: : 電池在一定條件下（電池在一定條件下（200.2 C200.2 C5 5）, ,反復反復充放電，當電池容量等性能達到規(guī)定的要求以下時所發(fā)生的充放電次充放電，當電池容量等性能達到規(guī)定的要求以下時所發(fā)生的充放電次數（容量低于數（容量低于60%60%）。）。 5內阻（內阻（internalresistance）:電池正極與負極之間的電

7、阻，是集流體、電極活性電池正極與負極之間的電阻，是集流體、電極活性物質、隔膜、電解液的電阻之和，理論上，其值越小性能越好。電池內阻是鋰離物質、隔膜、電解液的電阻之和，理論上，其值越小性能越好。電池內阻是鋰離子電池性能的重要參數。電池內阻的數值不僅影響了電池的功率特性、電池的放子電池性能的重要參數。電池內阻的數值不僅影響了電池的功率特性、電池的放電倍率，同時也是電池內部結構特性的一個重要表征。電倍率，同時也是電池內部結構特性的一個重要表征。 標稱電壓（標稱電壓（nominal voltagenominal voltage）: : 電池電池0.2 C0.2 C放電時全過程的平均電壓，是一個近放電時

8、全過程的平均電壓，是一個近似數值。（請問我們公司的鋰電池的標稱電壓是似數值。（請問我們公司的鋰電池的標稱電壓是2.75V2.75V、3.7V3.7V、4.2V4.2V？）？）放電平臺（放電平臺（discharge curvedischarge curve）: : 放電平臺是電池放電曲線的一個直接的表征。放電平臺是電池放電曲線的一個直接的表征。即電池完全充電后，以一定速率的電流放電時，電壓下降相對緩慢的那段時間。即電池完全充電后，以一定速率的電流放電時，電壓下降相對緩慢的那段時間。通常以通常以1C1C放電至放電至3.6V3.6V的時間表示放電平臺。我們公司鋰電池的放電平臺達的時間表示放電平臺。我

9、們公司鋰電池的放電平臺達4848分鐘分鐘以上，放電曲線很好。以上，放電曲線很好。放電容量（放電容量（discharge capacitydischarge capacity）: : 電池放電時所釋放出的電荷量。電池放電時所釋放出的電荷量。 放電深度（放電深度（depth of dischargedepth of discharge）: : 表示放電程度的一個量度。為放電容量與總表示放電程度的一個量度。為放電容量與總放電容量的比值。放電容量的比值。 自放電自放電(self discharge)：是指電池在沒有對外做功的情況下，其自身內：是指電池在沒有對外做功的情況下，其自身內部物質發(fā)生化學反應而

10、致使電池能量（容量）損失的現象。如自放電較部物質發(fā)生化學反應而致使電池能量（容量）損失的現象。如自放電較大的電池往往表現為儲存一段時間后出現低電壓（或零電壓）的現象。大的電池往往表現為儲存一段時間后出現低電壓（或零電壓）的現象。 6電極反應如下：電極反應如下： 正極：正極：LiCoO2Li1-xCoO2+xLi+xe- 負極：負極：6C+xLi+xe-LixC6總的反應：總的反應：LiCoO2+6CLi1-XCoO2+LiXC6鋰離子電池的正負極均采用可供鋰離子（鋰離子電池的正負極均采用可供鋰離子（Li+）自由脫嵌的活性物）自由脫嵌的活性物質，當電池充電時，鋰離子從正極進入溶液質，當電池充電時

11、，鋰離子從正極進入溶液(電解液電解液)轉到負極中去，放轉到負極中去，放電時鋰離子又從負極進入溶液轉入正極，鋰離子進入電極的過程叫做電時鋰離子又從負極進入溶液轉入正極，鋰離子進入電極的過程叫做嵌入，從電極出來的過程叫做脫嵌。嵌入，從電極出來的過程叫做脫嵌。7負極隔膜紙電解液殼體蓋板正極鋰離子電池8同所有的化學電源一樣，鋰離子電池也由正極、負極和同所有的化學電源一樣，鋰離子電池也由正極、負極和電解液組成。但為了使其性能更優(yōu)越，更便于人們使用，電解液組成。但為了使其性能更優(yōu)越，更便于人們使用，于是我們現在的鋰離子電池便在原電池的基礎上增加了一于是我們現在的鋰離子電池便在原電池的基礎上增加了一些配件，

12、如隔膜紙、殼體、蓋板等。些配件，如隔膜紙、殼體、蓋板等。1.1.正極正極: :電池反應的主體，主要反應活性物質為電池反應的主體，主要反應活性物質為LiCoO2，電，電池反應過程中池反應過程中Li+的提供者，正極片是由的提供者，正極片是由LiCoO2粉末調成粉末調成膏狀涂覆在鋁箔上烘干壓制而成。膏狀涂覆在鋁箔上烘干壓制而成。2.負極：與正極匹配成為電池反應的另一個主體，主要反應負極：與正極匹配成為電池反應的另一個主體，主要反應活性物質為活性物質為C，電池反應過程中，電池反應過程中Li+的接收者，負極片是由的接收者，負極片是由石墨粉末調成膏狀涂覆在銅箔上烘干壓制而成。石墨粉末調成膏狀涂覆在銅箔上烘

13、干壓制而成。910 鋼殼電池鋼殼電池 鋁殼電池鋁殼電池 正極材料正極材料: 中信國安中信國安 振華、瑞翔等振華、瑞翔等 負極材料負極材料: 長沙石墨等長沙石墨等 大阪煤氣大阪煤氣(Osaka Gas )隔膜材料隔膜材料:日本宇部日本宇部( (UBE ) ) 日本宇部日本宇部( (UBE ) ) 美國美國CELGARDCELGARD、ENTEKENTEK等等 電解液電解液: : 張家港、金牛等張家港、金牛等 Ferro( (美國美國) ) 銅銅 箔箔: UNITED COPPER FOILS 惠州聯(lián)合惠州聯(lián)合鋁鋁 箔箔: ALCOA(SHANGHAI)上海美鋁上海美鋁 鋼鋼 殼殼: 路華路華鋁鋁

14、 殼殼: 同力同力裝配化成涂布制漿鋰離子電池的主要工序： 用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負極活性物質混合，經高速攪拌均勻后，制成漿狀的正負極物質。將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正、負極極片。 按正極片-隔膜-負極片-隔膜自上而下的順序放好，經卷繞制成電池極芯，再經過注入電解液、封口等工藝過程，即完成電池的裝配過程，制成成品電池。 用專用的電池充放電設備對成品電池進行充放電測試，對每一只電池都進行檢測，篩選出合格的成品電池，待出廠。 過 篩 烘 烤 稱 料 干混 打 膠 配 料 拉 漿 連續(xù)壓片 裁大片 分切小片 超鉚焊 卷 繞 壓扁 粘膠紙 熱 壓 入 殼 點焊負極

15、 超焊正極 卡蓋板 激光焊 涂滲透液 測 漏 稱 重 烘 烤 注 液 烘 烤 化成分容 入庫 出貨 擱 置 預充 負壓封口 除銹膏擦洗 預充電 鋰離子電池作為二次電池，它具有二次電池的共性，鋰離子電池作為二次電池，它具有二次電池的共性，目前，輕工行業(yè)、電子行業(yè)和通訊行業(yè)在評價一個目前，輕工行業(yè)、電子行業(yè)和通訊行業(yè)在評價一個二次電池性能時，往往從以下幾個方面著手：二次電池性能時，往往從以下幾個方面著手： （1）容量）容量（2）標稱電壓）標稱電壓（3）內阻）內阻（4）放電平臺放電平臺（5）循環(huán)壽命）循環(huán)壽命 （6）荷電保持能（）荷電保持能（7）安全性能）安全性能（8）儲存性能）儲存性能 （9）高、

16、低溫放電性能）高、低溫放電性能（10）外觀尺寸）外觀尺寸 目前，我們公司開發(fā)了很多種型號的電芯，種類相對比較齊全.其共同特點為外觀尺寸好、容量較高、平臺較好、低溫放電性能良、內阻一致性較好，其綜合性能在國內市場居一流水平。在深圳的幾家鋰電池公司其產品性能簡介如下： 比亞迪：容量高、外觀尺寸好，但平臺不高，循環(huán)衰減快，一致性也不是很理想。 邦凱：循環(huán)性能好，平臺一般，一致性較高，但容量不高，電池超厚較嚴重。 華粵寶：外觀尺寸較好，但容量偏低，循環(huán)衰減快。 環(huán)宇達：容量、平臺一般、儲存性能差（儲存時電壓下降快，容量下降快，微短路現象較嚴重）。 （一）充放電條件限制： 1.充電電流：1C 2.充電上

17、限電壓：(4.200.05)V 3.放電下限電壓：(2.750.05)V 或(3.000.05)V 4.工作溫度：充電 045 放電 20 +25（二）儲存環(huán)境要求： 1.溫度：三個月內 20 +45 一年內 20 +25 2.濕度：RH:（6520）% （三）注意事項：（三）注意事項： 1.不得將電池投入火中，或儲存在高溫的環(huán)境里。不得將電池投入火中，或儲存在高溫的環(huán)境里。 2.不要在充電器或設備里將電池正、負極直接連接。不要在充電器或設備里將電池正、負極直接連接。 3.在運輸、傳送或儲存過程中，不得有任何金屬物品與電池混在運輸、傳送或儲存過程中，不得有任何金屬物品與電池混裝，以免造成電池正

18、負極短接。裝，以免造成電池正負極短接。 4.不得有任何利器、重物撞傷電池外形結構。不得有任何利器、重物撞傷電池外形結構。 5.5.不得將電池淹沒在水中，或讓雨水弄濕，弄潮。不得將電池淹沒在水中，或讓雨水弄濕，弄潮。6.不得將電池儲存在有腐蝕性氣體（或液體）的環(huán)境中。不得將電池儲存在有腐蝕性氣體（或液體）的環(huán)境中。 7.不得與廢舊電池或不得與廢舊電池或NiMH電池、電池、CdNi電池混合使用。電池混合使用。 0.2C5A放電性能放電性能(20) :滿電后滿電后,以以0.2C5A電流放電到終止電壓電流放電到終止電壓2.75V，檢測放電時間。檢測放電時間。 5h1C5A放電性能放電性能(20) :滿

19、電后滿電后,以以1C5A電流放電到終止電壓電流放電到終止電壓2.75V，檢測放電時間。檢測放電時間。 57min高溫性能高溫性能(552) :滿電后滿電后,將電池放入將電池放入552的高溫箱中恒的高溫箱中恒溫溫2h，然后以然后以1C5A電流放電至終止電壓電流放電至終止電壓2.75V，檢驗放電時間和目檢驗放電時間和目測外觀。測外觀。 a)放電時間應不低于放電時間應不低于54min。b)該試驗結束后，將電池取出在該試驗結束后，將電池取出在環(huán)境溫度環(huán)境溫度205的條件下擱置的條件下擱置2h,然后目測電池外觀，應無變形、然后目測電池外觀，應無變形、爆裂。爆裂。 4.低溫性能低溫性能(202):充電后充

20、電后,將電池放入將電池放入202的低溫箱中恒的低溫箱中恒溫溫24h后后,以以0.2C5A電流放電至終止電壓電流放電至終止電壓2.75V，檢測放電時間和目測外觀。，檢測放電時間和目測外觀。a)a)放電時間應不低于放電時間應不低于4h4h。(容量可以保持在容量可以保持在80%以上以上)b)b)該試驗結束后，將電池取出在環(huán)境溫度該試驗結束后，將電池取出在環(huán)境溫度202055的條件下擱置的條件下擱置2h2h，然，然后目測電池外觀，應無變形，無爆裂。后目測電池外觀，應無變形，無爆裂。 5.5.荷電保持和恢復能力荷電保持和恢復能力: :充電后擱置充電后擱置28d28d，檢測電池電壓、荷電保持能力，檢測電池

21、電壓、荷電保持能力與荷電恢復能力與荷電恢復能力. .a)a)荷電保持能力測試放電時間應不低于荷電保持能力測試放電時間應不低于4.25h4.25h，電池電壓不低于，電池電壓不低于4.10V4.10V。b) b) 荷電恢復能力測試放電時間應不低于荷電恢復能力測試放電時間應不低于4.5h4.5h。 6.6.循環(huán)壽命循環(huán)壽命 : 300: 300次次 一級市場一級市場 400 Nokia 500400 Nokia 500 7.恒定濕熱性能恒定濕熱性能 :充電結束后，將電池放入充電結束后，將電池放入402，相對濕，相對濕 度為度為90%95%的恒溫恒濕箱中擱置的恒溫恒濕箱中擱置48h后，將電池取出在環(huán)境后，將電池取出在環(huán)境溫度溫度205的條件下擱置的條件下擱置2h，目測電池外觀。再以，目測電池外觀。再以1C5A電電流放電至流放電至2.75V,檢測放電時間。檢測放電時間。 a)a)電池外觀應無變形，銹蝕，冒煙或爆炸。電池外觀應無變形，銹蝕，冒煙或爆炸。 b)b)放電時間應不低于放電時間應不低于48min48min。8.8.過充過充(3C/4.8V):(3C/4.8V):電池充滿電后電池充滿電后, ,將其連接正負極于恒壓電源，將其