鋰離子鋰聚合物電芯介紹及安全說明

鋰離子/鋰聚合物電芯介紹

大綱◆常見鋰電池介紹◆鋰電池工作原理◆鋰電芯基本構(gòu)造◆鋰電池安全使用常見電池介紹-鋰聚合物電池特點工作電壓2.75－4.2伏。不含有害金屬汞、鎘、鉛。無記憶效應(yīng)。放電電流最大2C，充電電流最大1C。需要過電壓和欠電壓保護，電壓保護通過外設(shè)電路控制。循環(huán)充放電壽命500次以上。提示禁止用尖銳部件碰撞電池，禁止彎折頂封邊、極片、電芯。電池組合加工應(yīng)由專業(yè)廠家進行，禁止拆解電池外包裝。鋰離子電池工作原理鋰離子電池的工作原理鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負極是碳。

鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，到達負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。

同樣道理，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極?；氐秸龢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。

不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極

→

負極

→

正極的運動狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。鋰離子電池的主要構(gòu)成（1）正

極----活性物質(zhì)為氧化鈷鋰

（2）隔

膜----一種特殊的復(fù)合膜

（3）負

極----活性物質(zhì)為碳

（4）有機電解液

（5）電池殼

鋰聚合物電池構(gòu)造鋰聚合物電池構(gòu)造正極基體：鋁箔（約0.020mm厚)正極物質(zhì)：鈷酸鋰+碳黑+PVDF正極集流體：鋁帶（約0.1mm厚）鋰離子電池——正極LiCoO2(鈷酸鋰)+導電劑(乙炔黑)+粘合劑(PVDF)(聚偏氟乙烯)+集流體（鋁箔）

負極基體：銅箔（約0.015mm厚)負極物質(zhì)：石墨+CMC+SBR負極集流體：鎳帶（約0.07mm厚）鋰離子電池——負極石墨+導電劑(乙炔黑)+增稠劑(CMC)+粘結(jié)劑(SBR)+

集流體（銅箔）材質(zhì)：單層PE（聚乙烯）或者三層復(fù)合PP（聚丙烯）

+PE+PP厚度：單層一般為0.016～0.020mm

三層一般為0.020～0.025mm鋰離子電池——隔膜鋰離子電池——電解液性質(zhì)：

無色透明液體，具有較強吸濕性。應(yīng)用：

主要用于可充電鋰離子電池的電解液，只能在干燥環(huán)境下使用操作（如環(huán)境水分小于20ppm的手套箱內(nèi)）。規(guī)格：

溶劑組成DMC:EMC:EC=1:1:1（重量比）

LiPF6濃度1mol/l質(zhì)量指標：

密度（25℃）g/cm31.23±0.03

水分（卡爾費休法）≤20ppm

游離酸（以HF計）≤50ppm

電導率（25℃）10.4±0.5ms／cm鋰離子電池——外殼我司目前所使用的電芯，外殼常見材質(zhì)如下：外殼鋼殼鋁殼軟包裝不銹鋼鎂、鉛鋁合金鋁塑復(fù)合膜電池不安全性的發(fā)生條件與機理

發(fā)生條件：

鋰離子電池的安全性問題主要發(fā)生在電池的非常狀態(tài)下。這些狀態(tài)包括：異常充放電狀態(tài)，如過充和短路；機械條件濫用：如沖擊、穿刺、振動等；異常受熱狀態(tài)：如高溫等。最危險的因素：過充、短路（含內(nèi)部短路）和高溫沖擊。發(fā)生機制：

由于電池內(nèi)部溫度過高，引發(fā)系列熱放反應(yīng)，導致電池內(nèi)部熱量的大量積累，結(jié)果造成電池內(nèi)壓急劇上升，發(fā)生爆炸、燃燒。電池不安全性的發(fā)生條件與機理鋰電池受到撞擊主要分為輕微撞擊，嚴重性撞擊兩種.

輕微的撞擊且未導致電池有任何變形以及尺寸.外觀上的變化，

1.受到撞擊引起的電池變形，內(nèi)部也會受到一些影響，如在裸電芯表面形成的SEI膜會脫落，導致性能下降，循環(huán)能力變差，即使重新放電后再充電重生成SEI，此時原本的組織已經(jīng)遭到破壞，形成的結(jié)構(gòu)與破壞前相比天差地別，原本可達到500cycle實際使用中會大打折扣甚至會降低到300cycle或者更低。

2.內(nèi)部會因受力很容易發(fā)生微短路，表現(xiàn)形式為電池自放電衰減較快，即我們經(jīng)常講的K值比較大。此時電池待機時間大大降低。性能遠不如從前。

是否能投入正常使用，需要重新檢測，重新激活確認。否則存在嚴重安全隱患。電池不安全性的發(fā)生條件與機理鋰電池受到嚴重撞擊.

電池收到外力的激烈碰撞導致電池變形從而會導致內(nèi)部的正負極性短暫接觸，直接形成通路，造成嚴重的內(nèi)部短路現(xiàn)象，由于電池本身已經(jīng)帶電，內(nèi)部嚴重的短路會導致的大電流，同時瞬間自放電產(chǎn)生高溫膨脹撐破電池的外殼形成的爆炸現(xiàn)象。部分碰撞正負短路之后會有一定機率形成自燃。此類因操作類問題導致嚴重變形電池禁止投入使用！最近新聞爆料電動公交車起火/電動助力車起火事件，短路因素就是主要罪魁禍首！電池不安全性的發(fā)生條件與機理鋰電池在拆裝機過程中受到外力，產(chǎn)生變形，會產(chǎn)生如下隱患：

1.鋰電池表面的鋁塑殼受雙面膠的粘性影響會被拉起，導致鋁塑殼表面起翹，起皺現(xiàn)象，此現(xiàn)象會導致鋁塑殼被拉伸，不會很快還原回去，形成起皺。

2.一些輔助工具拆機的過程中會導致電池輕微變形，但是輕微變形之后電芯的性能如何需要重新對電芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)檢驗（X-RAY檢查），電池所有電性能必須進行重新檢驗（電壓.內(nèi)阻.容量.K值）。

3.拆機本身也一件危險事情，過程中很容易導致電芯內(nèi)部極片破損，形成內(nèi)部短路，嚴重時會直接導致起火現(xiàn)象，有可能會刺破電芯造成致命性不良，漏液.破損.或者電池衰減快等安規(guī)問題。故：拆機下來的電芯不可隨意投入使用?。?！電池不安全性的發(fā)生條件與機理鋰電池組裝落地導致變形只要是組裝產(chǎn)品落地，不僅僅是電芯，各個結(jié)構(gòu)，組裝配合性能，外觀等都會存在很大隱患，不可直接投入使用！