鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)新

鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)新第1頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)第2頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四1，什么叫鋰離子電池主要是指在電極正極材料中使用了鋰元素作為主要活性物質(zhì)的一類二次電池。我們通常所說的鋰電池，如手機(jī)鋰電池，筆記本電腦鋰電池，都屬于鋰二次電池。第3頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四2.鋰離子電池的歷史鋰離子電池的歷史是很短的，從1991年左右SONY推出第一塊用碳素作為負(fù)極材料的鋰電池以來，至今也不過十多年的歷史下面我們可能看一張圖片更好的了解鋰電池的歷史第4頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四

第5頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四3.鋰離子電池的主要構(gòu)成正極負(fù)極電解液隔膜外殼與電極引線。第6頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四4.鋰離子電池的分類按電池電解質(zhì)分：液態(tài)鋰離子電池、聚合物鋰離子電池按電池外殼分：鋁殼電池、鋼殼電池、軟包電池按電池形狀分：圓柱形電池（例18650、26650）、方形電池、扣型電池按電池正極材料分：有鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、三元材料電池（一種由鎳、鈷、錳結(jié)合一起的層狀結(jié)構(gòu)材料）

按電池性能分：常規(guī)電池、動(dòng)力電池，（動(dòng)力電池一般指容量特別大、工作電流特別大的電池，目前還沒有準(zhǔn)確定義，只是與常規(guī)的電池等對比而已）

第7頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四5.鋰離子電池的結(jié)構(gòu)通過下面的圖片，我們可以更好的了解鋰離子電池第8頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四第9頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四第10頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四第11頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四第12頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四6.鋰離子電池的基本性能(1)電池的開路電壓指電池在非工作狀態(tài)下即電路中無電流流過時(shí)，電池正負(fù)極之間的電勢差。一般情況下，Li-ion電池充滿電后開路電壓為4.1—4.2V左右，放電后開路電壓為3.0V左右。通過對電池的開路電壓的檢測，可以判斷電池的荷電狀態(tài)。(萬用表測出電壓)(2)電池的內(nèi)阻（mΩ）指電池在工作時(shí)，電流流過電池內(nèi)部所受到的阻力。有歐姆內(nèi)阻與極化內(nèi)阻兩部分組成。電池內(nèi)阻值大，會(huì)導(dǎo)致電池放電工作電壓降低，放電時(shí)間縮短。內(nèi)阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等因素的影響。是衡量電池性能的一個(gè)重要參數(shù)(3)電池的工作電壓指電池在工作狀態(tài)下即電路中有電流流過時(shí)電池正負(fù)極之間的電勢差。在電池放電工作狀態(tài)下，當(dāng)電流流過電池內(nèi)部時(shí)，需要克服電池的內(nèi)阻所造成阻力，故工作電壓總是低于開路電壓。Li-ion的放電工作電壓在3.7V左右(4)電池的容量指在一定的放電條件下可以從電池獲得的電量，分理論容量、實(shí)際容量和額定容量.通常指在20±5℃條件下，用0.2C的電流放電到3.00V所放出的電量(5)電池的比容量（mAh/g）指每克活性物質(zhì)在一定的充放電條件下所能放出的容量。每種活性物質(zhì)又有理論比容量和實(shí)際比容量(6)循環(huán)壽命1C恒流恒壓充電到4.2V截止電流20mA擱置1小時(shí)再以0.2C放電至3.0V(一個(gè)循環(huán))

反復(fù)循環(huán)500次后容量應(yīng)在初容量的60%以上第13頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四鋰離子電池的放電平臺(tái)放電平臺(tái)是指在電池任何倍率的電流下恒壓充到電壓為4.2V，并且充電電流小于0.01C時(shí)停止充電即充滿電后，然后擱置10分鐘，在任何倍率的放電電流下放電至3.6V時(shí)的放電時(shí)間。一般使用鋰離子電池的用電器的工作電壓都要求在3.6V以上，如果低于這個(gè)值，則會(huì)出現(xiàn)無法工作的情況。所以放電平臺(tái)是衡量電池性能好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)之一第14頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四鋰離子電池的充放電制式充電制式：恒流充電恒壓充電放電制式：恒流放電恒阻放電第15頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四鋰離子電池的充放電曲線圖第16頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：開路電壓高，單體電池電壓在3.6～3.8V比能量高循環(huán)壽命長，自放電小無記憶性，可隨時(shí)充放電，對環(huán)境污染小缺點(diǎn)：過充放電保護(hù)問題電池成本高大電流放電性能不好，電解液是有機(jī)溶劑的鋰鹽溶液，一旦漏液會(huì)引起起火，爆炸第17頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四聚合物鋰離子電池作為第三代鋰離子電池的聚合物鋰電，有什么特點(diǎn)和優(yōu)勢，下面我們來簡單的介紹一下第18頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四1.聚合物鋰離子電池前景

隨著便攜式電子產(chǎn)品的應(yīng)用越來越廣、市場需求越來越多，鋰電池的需求量也隨之增加?；谌绱藦V闊的市場，世界各大電池公司為了在這個(gè)市場領(lǐng)域中取得領(lǐng)先的地位，無不致力于開發(fā)具有更高能量密度、小型化、薄型化、輕量化、高安全性、長循環(huán)壽命與低成本的新型電池。其中，聚合物鋰離子(Lithiumionpolymer)電池因?yàn)榫哂猩鲜龈黜?xiàng)優(yōu)點(diǎn)，更是各家廠商致力研發(fā)的目標(biāo)。聚合物鋰離子電池基于安全、輕薄等特性，符合便攜、移動(dòng)產(chǎn)品的要求，因此，在未來2～3年內(nèi)，聚合物鋰電池取代鋰離子電池市場的份額將達(dá)50％，被稱為21世紀(jì)移動(dòng)設(shè)備的最佳電源解決方案。第19頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四2.使用聚合物鋰電的八大理由:

1.安全性能好

聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝，有別于液態(tài)電芯的金屬外殼，一旦發(fā)生安全隱患，液態(tài)電芯容易爆炸，而聚合物電芯最多只會(huì)氣鼓。

2.厚度小，能做得更薄

普通液態(tài)鋰電采用先定制外殼，后塞正負(fù)極村料的方法，厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸，聚合物電芯則不存在這一問題，厚度可做到1mm以下，符合時(shí)下手機(jī)需求方向。

3.重量輕

聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%，較鋁殼電池輕20%。

4.容量大

聚合物電池較同等尺寸規(guī)格的鋼殼電池容量高10～15%，較鋁殼電池高5～10%，成為彩屏手機(jī)及彩信手機(jī)的首選，現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機(jī)也大多采用聚合物電芯。

5.內(nèi)阻小

聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小，目前國產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35mΩ以下，極大的減低了電池的自耗電，延長手機(jī)的待機(jī)時(shí)間，完全可以達(dá)到與國際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。

6.形狀可定制

聚合物電池可根據(jù)客戶的需求增加或減少電芯厚度，開發(fā)新的電芯型號(hào)，價(jià)格便宜，開模周期短，有的甚至可以根據(jù)手機(jī)形狀量身定做，以充分利用電池外殼空間，提升電池容量。

7.放電特性佳

聚合物電池采用膠體電解質(zhì)，相比液態(tài)電解質(zhì)，膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)。

8.保護(hù)板設(shè)計(jì)簡單

由于采用聚合物材料，電芯不起火、不爆炸，電芯本身具有足夠的安全性，因此聚合物電池的保護(hù)線路設(shè)計(jì)可考慮省略PTC和保險(xiǎn)絲，從而節(jié)約電池成本。第20頁，共21頁，2023年，2月20日，星期四幾種充電電池性能比較電池類型(特性)鉛酸電池鎳鎘電池鎳氫電池液態(tài)鋰電池聚合物鋰電池安全性能好好好一般優(yōu)秀工作電壓(V)21.21.23.63.6～3.7重量能量比(Wh/Kg)354150～80100～140160～190體積能量比(Wh/1)80120100～120200～280260～370循環(huán)壽命300300500＞500＞500工作溫度(℃)0～600～600～60-20～