鋰電池基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)課件

鋰電池基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)培訓(xùn)大綱電池分類鋰離子電池之電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理鋰離子之電池之應(yīng)用領(lǐng)域鋰離子電池之結(jié)構(gòu)液態(tài)鋰離子電池之工藝流程液態(tài)鋰離子電池之生產(chǎn)設(shè)備鋰離子電池之性能指標(biāo)鋰離子電池之質(zhì)量認(rèn)證電池總類劃分一次電池小型二次電池:鎳鎘、鎳氫、鋰離子鉛酸電池動(dòng)力電池燃料電池太陽(yáng)能電池－地面光伏發(fā)電其它新型電池什么叫鋰離子電池？鋰離子電池是指：Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池正極采用鋰化合物L(fēng)ixCoO2、LixNiO2或LixMnO2。負(fù)極采用鋰－碳層間化合物L(fēng)ixC6。電解質(zhì)為溶解有鋰鹽LiPF6、LiAsF6等有機(jī)溶液。在充放電過(guò)程中Li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。充電池時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)。放電時(shí)則相反。鋰離子電池電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理正極反應(yīng)：LixCoO2＝＝＝

Li1－xCoO2+XLi+xe-負(fù)極反應(yīng)：C+xLi+xe-===CLix電池總反應(yīng):LixCoO2+C===Li1－xCoO2+CLix放電時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)的逆方向.鋰離子電池特點(diǎn)高能量密度高工作電壓長(zhǎng)循環(huán)壽命電化學(xué)物性穩(wěn)定荷電保持能力強(qiáng)無(wú)污染無(wú)記憶效應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極活性物質(zhì)(LiCoO2/LiMnO2/LiNixCo1-XO2)導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體負(fù)極活性物質(zhì)(石墨/MCMB)隔膜(PP+PE)電解液(LiPF6+DMCECEMC)外殼五金件(鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片）方(角)形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖軟包裝鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖鋰離子電池結(jié)構(gòu)---正極鋰離子電池結(jié)構(gòu)---負(fù)極鋰離子電池結(jié)構(gòu)---隔膜鋰離子電池結(jié)構(gòu)---電解液■性質(zhì):

無(wú)色透明液體,具有較強(qiáng)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/1■質(zhì)量指標(biāo):

密度25℃(g/cm3)1.23±0.03水分(卡爾費(fèi)休法)≤20ppm游離酸(以FP計(jì))≤50ppm

導(dǎo)電率(25℃)10.4±0.5ms/cm

游態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程配料拉漿裁片檢測(cè)包裝化成注液激光焊卷繞制片配料工藝流程正極正極干粉處理正極混干粉正極真空攪拌正極篩漿料正極拉漿負(fù)極負(fù)極真空攪拌負(fù)極篩漿料負(fù)極攪拌負(fù)極篩粉負(fù)極干粉處理負(fù)極拉漿拉漿工藝流程正、負(fù)極漿料收帶烘烤上漿送帶正、負(fù)極裁片裁片工藝流程正極正極裁大片正極劃線刮粉正極片輥切正極稱重分檔正極制片負(fù)極負(fù)極稱重分檔負(fù)極篩片輥切負(fù)極吸塵負(fù)極劃線刮粉負(fù)極裁大片負(fù)極制片制片工藝流程正極真空烤烘正極吸塵正極片輥壓正極焊極耳正極貼膠紙正極吸塵負(fù)極吸塵負(fù)極沖壓極耳負(fù)極帖膠紙負(fù)極焊極耳負(fù)極片輥壓負(fù)極真空烤烘卷繞卷繞卷繞工藝流程正負(fù)極片隔膜配片隔膜裁剪卷繞測(cè)短路壓芯壓底部膠紙?zhí)捉^緣片并固定入殼負(fù)正極極耳點(diǎn)焊離芯入殼壓蓋帽測(cè)短路激光焊底部超聲焊鋁鎳復(fù)合帶激光焊工藝流程上夾具激光焊接全檢內(nèi)阻全檢氣密性稱重分級(jí)注液注液工藝流程真空烘烤注液貼膠紙擦洗稱重套膠圈化成化成工藝流程高溫烘烤化成自檢電壓分成壓鋼珠清洗高溫儲(chǔ)存鋁鎳復(fù)合片點(diǎn)焊測(cè)電壓、貼不干膠，半成品入庫(kù)檢測(cè)包裝工藝流程充電放電反充電清洗全檢電壓全檢內(nèi)阻全檢尺寸裝盒、包裝客戶液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備真空攪拌機(jī)拉漿機(jī)（涂布機(jī)）裁切機(jī)輥壓機(jī)卷繞機(jī)激光焊機(jī)真空注液機(jī)化成檢測(cè)柜液態(tài)鋰離子電池性能常規(guī)性能：容量電壓內(nèi)阻可靠性性能：循環(huán)壽命放電平臺(tái)自放電貯存性能高低溫性能安全性能：過(guò)充短路針刺跌落濕水低壓振動(dòng)容量電池在一定條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號(hào)C表示。常用的單位為安培小時(shí)，簡(jiǎn)稱安時(shí)（Ah）或毫安時(shí)（mAh）。電池的容量可以分為理論容量、實(shí)際容量、額定容量。理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計(jì)算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/kg或Ah/L(mAh/cm3)。實(shí)際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時(shí)間的乘積，單位為Ah,其值小于理論容量。額定容量也叫保證容量，是按國(guó)家或有關(guān)部門頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定條件下應(yīng)該放出的最低限度的容量。電壓開(kāi)路電壓電池在開(kāi)路狀態(tài)下的端電壓稱為開(kāi)路電壓。電池的開(kāi)路電壓等于電池的正極的還原電極電勢(shì)與負(fù)極電極電勢(shì)之差。工作電壓工作電壓是指電池接通負(fù)載后在放電過(guò)程中顯示的電壓，又稱放電電壓，在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。電池在接通負(fù)載后，由于歐姆電阻和極化過(guò)電位的存在，電池的工作電壓低于開(kāi)路電壓。內(nèi)阻電流通過(guò)電池內(nèi)部時(shí)受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過(guò)程中隨時(shí)間不斷變化，因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化和濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電池放電時(shí)的端電壓低于電池的電動(dòng)勢(shì)和開(kāi)路電壓，充電時(shí)端電壓高于電動(dòng)勢(shì)和開(kāi)路電壓。歐姆電阻遵守歐姆定律：極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度的對(duì)數(shù)增大而線性增大。循環(huán)壽命電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進(jìn)行，直到容量衰減為初始容量的75%，此時(shí)循環(huán)次數(shù)即為該電池之循環(huán)壽命。循環(huán)壽命與電池充放電條件有關(guān)。鋰離子電池室溫下1C充放電循環(huán)壽命可達(dá)300~500次（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），最高可達(dá)800~1000次。放電平臺(tái)鋰離子電池完全充電后，放電至3.6V時(shí)的容量記為C1,放電至3.0V時(shí)的容量記為C0,C1/C0稱為該電池之放電平臺(tái).行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1C放電平臺(tái)為70%以上,我們現(xiàn)在可以做到83%~85%.放電平臺(tái)對(duì)手機(jī)電池使用效果影響最大,關(guān)系到手機(jī)通話的清晰度.自放電電池完全充電后,放置一個(gè)月。然后用1C放電至3.0V，其容量記為C2；電池初始容量記為C0；1－C2/C0即為該電池之月自放電率行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池月自放電率小于12%,我們可以做到6%~8%電池的自放電與電池的放置性能有關(guān),其大小和電池的內(nèi)阻結(jié)構(gòu)和材料性能有關(guān)記憶效應(yīng)記憶效應(yīng)是針對(duì)鎳鎘電池而言的,由于傳統(tǒng)工藝中負(fù)極為燒結(jié)式,鎘晶粒較粗,如果鎳鎘電池在它們完全被放電之前就重新充電,鎘晶粒容易聚集成塊,而使電池放電時(shí)形成次級(jí)放電平臺(tái)。電池會(huì)儲(chǔ)存這一放電平臺(tái)并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點(diǎn),盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺(tái)上。在以后的放電過(guò)程中電池將只記得這一低容量。同樣在每一次使用中，任何一次的不完全放電都將加深這一效應(yīng)，使電池的容量變的更低。要消除這種效應(yīng)有兩種方法，一是采用小電流深度放電（如用0.1C放至0V）一是采用大電流充放電（如1C）幾次鎳氫電池和鋰離子電池均無(wú)記憶效應(yīng)鋰離子電池質(zhì)量認(rèn)證總結(jié)電池是一個(gè)比較復(fù)雜的電化學(xué)體系，涉及到電化學(xué)、材料、機(jī)械、物理等學(xué)科鋰離子電池生產(chǎn)流程較長(zhǎng)，每個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)都非常重要大家可以根據(jù)自己工作崗位性質(zhì)有針對(duì)性的進(jìn)行研究、討論9、要學(xué)生做的事，教職員躬親共做；要學(xué)生學(xué)的知識(shí)，教職員躬親共學(xué)；要學(xué)生守的規(guī)則，教職員躬親共守。2023/6/92023/6/9Friday,June9,202310、閱讀一切好書(shū)如同和過(guò)去最杰出的人談話。2023/6/92023/6/92023/6/96/9/20236:18:13AM11、一個(gè)好的教師，是一個(gè)懂得心理學(xué)和教育學(xué)的人。2023/6/92023/6/92023/6/9Jun-2309-Jun-2312、要記住，你不僅是教課的教師，也是學(xué)生的教育者，生活的導(dǎo)師和道德的引路人。2023/6/92023/6/92023/6/9Friday,June9,202313、Hewhoseizetherightmoment,istherightman.誰(shuí)把握機(jī)遇，誰(shuí)就心想事成。2023/6/92023/6/92023/6/92023/6/96/9/202314、誰(shuí)要是自己還沒(méi)有發(fā)展培養(yǎng)和教育好，他就不能發(fā)展培養(yǎng)和教育別人。09六月20232023/6/92023/6/92023/6/915、一年之計(jì)，莫如樹(shù)谷；十年之計(jì)，莫如樹(shù)木；終身之計(jì)，莫如樹(shù)人。六月232023/6/92023/6/92023/6/96/9/202316、提出一個(gè)問(wèn)題往往比解決一個(gè)