鋰離子電池的基礎(chǔ)知識介紹

鋰離子電池基礎(chǔ)知識介紹第1頁，共24頁。鋰離子電池基礎(chǔ)知識介紹基本工作原理正負(fù)極材料理論克容量的基本計算常見的正負(fù)極材料電解液隔離膜3C電池的相關(guān)要求面臨的一些挑戰(zhàn)致謝綱要第2頁，共24頁。基本原理之氧化還原反應(yīng)定義氧化還原反應(yīng)涉及到氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個方面，同時伴隨著電子的轉(zhuǎn)移如：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4氧化反應(yīng)失電子還原反應(yīng)得電子半反應(yīng)，任何氧化還原反應(yīng)都存在兩個半反應(yīng).氧化反應(yīng)失電子如:2H2-4e=4H+

還原反應(yīng)得電子如:O2+4H++4e-=2H2O氧化還原反應(yīng)必須同時存在，不能單獨(dú)存在。第3頁，共24頁?；瘜W(xué)反應(yīng)=>化學(xué)電池---受控化學(xué)反應(yīng)

第一步:2H2=4H++4e第二步:O2+4H++4e-=2H2O電荷為什么會移動?化學(xué)勢差

水會自動從高處往低處流化學(xué)電池的工作原理第4頁，共24頁。主要素有:

正極、負(fù)極、電解液隔離膜、引線、外包裝電池的能量電池能量=化學(xué)勢差*電量化學(xué)勢差---決定于正負(fù)極材料的化學(xué)勢電量---決定于正負(fù)極能移動電子總量化學(xué)電池之能量與要素第5頁，共24頁。電池能量=化學(xué)勢差*電量1990年,Sony公司推出鋰離子電池的選擇和誕生第6頁，共24頁?！癛ockingchairbattery”鋰離子電池的工作原理第7頁，共24頁。正負(fù)極材料理論克容量的基本計算幾個重要的物理化學(xué)常數(shù)

NA=6.022*10^23個e/mole=1.602176×10-19C

F=NA*e=6.022*10^23*1.602176×10-19=96500C/mol推演過程

1mAh=1*10^-3A*3600S=3.6C1mol電子電量是多少mAh?96500C/mol/3.6C=26.8mAh

正負(fù)材料分子量為M（g/mol)，由此可知該材料1mol能轉(zhuǎn)移多少電子。計算公為：26800/M=？mAh/gLiCoO2?LiFePO4?LiMn2O4?Li4Ti5O12?LiNiCoMnO2?第8頁，共24頁。鋰離子電池、鎳氫和鎳隔電池的比較第9頁，共24頁。常用正極材料第10頁，共24頁。其它正極材料第11頁，共24頁。鈷酸鋰材料的充放電曲線第12頁，共24頁。REC主要陰極材料第13頁，共24頁。負(fù)極材料鋰離子電池負(fù)極材料第14頁，共24頁。商品化的碳負(fù)極第15頁，共24頁。碳負(fù)極表面的SEI第16頁，共24頁。負(fù)極石墨的充放電曲線第17頁，共24頁。電解液第18頁，共24頁。添加劑第19頁，共24頁。隔離膜

作用防止陰陽極接觸，造成短路關(guān)心的參數(shù)強(qiáng)度孔隙率、電解液的浸潤性等常用隔離膜的形貌三層膜單層膜第20頁，共24頁。3C電池的相關(guān)要求

GB18287-2000IEC62133JISC8714ULUN38.3IEEE-1725

詳細(xì)要求請參見相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)第21頁，共24頁。面臨的一些挑戰(zhàn)

安全問題過充的安全內(nèi)部短路的控制電池?zé)岱€(wěn)定性能量密度問題

越高越好，目前受正負(fù)極材料的限制短期很難有大的突破成本問題

越低越好第22頁，共24頁。謝謝大家，歡迎提問!第23頁，共24頁。內(nèi)容梗概鋰離子電池基礎(chǔ)知識介紹。氧化還原反應(yīng)涉及到氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個方面，同時伴隨著電子的轉(zhuǎn)移如：。Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4。半反應(yīng)，任何氧化還原反應(yīng)都存在兩個半反應(yīng).。氧化反應(yīng)失電子如:2H2-4e=4H+。還原反應(yīng)得電子如:O2+4H++4e-=2H2O。氧化還原反應(yīng)必須同時存在，不能單獨(dú)存在。第一步:2H2=4H++4e。第二步:O2+4H++4e-=2H2O。正極、負(fù)極、電解液。隔離膜、引線、外包裝?；瘜W(xué)勢差---決定于正負(fù)極材料的化學(xué)勢?！癛ockingchairbattery”。1mAh=1*10^-3A*3600S=3.6C。96500C/mol/3.6C=26.8mAh。正負(fù)材料分子量為M（g/mol)，由此可知該材料