鋰離子電池基礎(chǔ)培訓(xùn)教材.ppt

1、培訓(xùn)課程，鋰離子電池的基礎(chǔ)知識(shí)，發(fā)表：研發(fā)中心的制作，電池分類(10min )鋰離子電池的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)構(gòu)(20min )鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域(5min )鋰離子電池的結(jié)構(gòu)(20min )液態(tài)鋰離子電池的工藝流程液態(tài)鋰離子電池的生產(chǎn)設(shè)備(15min )鋰離子電池的性能指標(biāo)(20min )鋰離子電池的質(zhì)量認(rèn)證(10min )，電池的種類區(qū)分一次電池小型二次電池：鎳鎘、鎳氫、鋰離子鉛電池動(dòng)力電池燃料電池太陽(yáng)能電池-地面光發(fā)電其他新型電池，等鋰離子電池是指Li吸藏化合物為正、負(fù)極的二次電池。 正極使用了鋰化合物L(fēng)iXCoO2、LiXNiO2或LiXMnO2，負(fù)極使用了鋰-碳層間化合物L(fēng)iXC6。 電解

2、質(zhì)是溶解有鋰鹽LiPF6、LiAsF6等的有機(jī)溶液。 在充放電過程中，Li在兩個(gè)電極之間往返嵌入、脫離，印象中的是“搖椅電池”。 對(duì)電池充電時(shí)，Li從正極脫離，通過電解質(zhì)埋入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰的狀態(tài)。 放電時(shí)相反。 鋰離子電池電化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，正極反應(yīng)： LiCoO2=Li1-xCoO2 xLi xe負(fù)極反應(yīng)： 6C xLi xe-=LixC6電池總反應(yīng)： LiCoO2 6C=Li1-xCoO2 LixC6放電時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)的逆反應(yīng)。 鋰離子電池的特點(diǎn)，高能量密度高工作電壓長(zhǎng)循環(huán)壽命電化學(xué)特性穩(wěn)定帶電保持能力強(qiáng)的無污染無記憶效應(yīng)，應(yīng)用領(lǐng)域，鋰離子電池結(jié)構(gòu)，正極活性物質(zhì)(LiCoO2LiMnO2

3、 ) LiNixCo1-xO2)導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體負(fù)極活性物質(zhì)(石墨、MC 圓柱型鋰離子電池的結(jié)構(gòu)圖，軟包裝鋰離子電池的結(jié)構(gòu)圖鋰離子電池結(jié)構(gòu)的正極，正極基體：鋁箔(約0.020mm厚)，正極物質(zhì)：鈷酸鋰導(dǎo)電劑PVDF，(約0.1mm厚)，鋰離子電池結(jié)構(gòu)的負(fù)極， 負(fù)極基體：銅箔(約0.015mm厚)，負(fù)極物質(zhì)：石墨CMC SBR，負(fù)極集電體：鎳帶(約0.07mm厚)，鋰離子電池結(jié)構(gòu)隔板， 材質(zhì)：?jiǎn)螌覲E (聚乙烯)或三層復(fù)合PP (聚丙烯) PE PP厚度：?jiǎn)螌右话?.0160.020mm三層一般0.0200.025mm，鋰離子電池結(jié)構(gòu)電解液，性質(zhì)：無色透明液體，具有強(qiáng)吸濕性。 應(yīng)用：主

4、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(例如，在環(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(biāo)：密度、，液態(tài)鋰離子電池的制造工藝，原料，卷取，注液，檢查包裝，漿料，片材，化成，激光焊接，原料工藝，正極干燥粉處理，正極篩漿料，正極真空攪拌，負(fù)極干燥粉負(fù)極真空攪拌，負(fù)極篩漿，正極漿，負(fù)極漿， 正極負(fù)極、漿化工序、帶、漿化工序、正極漿、正極、負(fù)極漿、燒成、帶、裁斷工序、正極裁斷工序、正極裁斷工序、正極粉碎工序、負(fù)極裁斷工序、負(fù)極稱量工序、負(fù)極粉碎工序、負(fù)極粉碎工序、正極稱量工序、負(fù)極集塵工序、正

5、極集塵工序、正極集塵工序、正極集塵工序、負(fù)極集塵工序、負(fù)極集塵工序， 正極集塵工序，正極集塵工序，正極集塵工序，正極集塵工序，正極集塵工序，正極薄片輥壓，負(fù)極真空烘焙，負(fù)極集塵，負(fù)極薄片輥壓，負(fù)極襯紙，正極標(biāo)簽邊，負(fù)極標(biāo)簽邊，纏繞，正極襯紙，正極集塵，負(fù)極標(biāo)簽邊，纏繞，纏繞工藝流程，底部襯紙， 壓芯，進(jìn)入情況，正，負(fù)極板，分隔符， 套上絕緣片固定的負(fù)、正極耳點(diǎn)焊、離心入殼、加壓蓋、激光焊接、底部超聲波焊接鋁復(fù)合帶、激光焊接工藝、上夾具、重量分級(jí)、激光焊接、注液、注液工藝、真空烘烤、重量分級(jí)、注液、 擦洗、化成工藝、高溫烘焙、抽真空、化成、電壓測(cè)定、糊不干燥、半成品入庫(kù)清洗、鋼球、高溫貯藏、鋁復(fù)

6、合片材點(diǎn)焊、檢查包裝工藝流程、充電、逆充電、放電、客戶、外殼、包裝、清洗、液態(tài)鋰離子將激光焊機(jī)真空注液機(jī)化檢查盤、液態(tài)鋰離子電池性能通常性能：容量電壓內(nèi)部電阻的可靠性性能：循環(huán)壽命放電平臺(tái)自放電儲(chǔ)藏性能高的低溫性能、安全性能、過充電、短路、針刺落下濕水低壓振動(dòng)、容量、電池在一定的放電條件下所賦予的電量稱為電池容量，用符號(hào)c表示。 通常的單位是安培時(shí)間，簡(jiǎn)稱為穩(wěn)定時(shí)(Ah )或毫安時(shí)(mAh )。 電池的容量分為理論容量、額定容量、實(shí)際容量。 理論容量是根據(jù)法拉第定律計(jì)算活性物質(zhì)質(zhì)量的最高理論值。 為了比較不同系列的電池，比容量的概念、即單位體積或單位質(zhì)量電池所提供的理論電量多為Ah/kg(mA

7、h/g )或Ah/L(mAh/cm3 )。 實(shí)際容量是指電池在一定條件下能輸出的電量。 等于放電電流和放電時(shí)間的積，以Ah為單位，其值小于理論容量。 額定容量也被稱為保證容量，按照國(guó)家和有關(guān)部門公布的標(biāo)準(zhǔn)，保證在一定的放電條件下應(yīng)該釋放電池的最低限度的容量。 電壓、開路電壓將電池在開路狀態(tài)下的端子電壓稱為開路電壓。 電池的開路電壓等于電池正極的還原電極電位與負(fù)極電極電位之差。 工作電壓動(dòng)作電壓是電池接通負(fù)載后放電中顯示的電壓，也稱為放電電壓。 電池放電的初始工作電壓稱為初始電壓。 電池接通負(fù)載后，由于歐姆電阻和極化過電壓的存在，電池的工作電壓低于開路電壓。 內(nèi)部電阻、電流在電池內(nèi)部通過時(shí)受到電

8、阻，使電池的電壓下降，該電阻稱為電池的內(nèi)部電阻。 電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，而是在放電過程中隨時(shí)間變化，活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和溫度不斷變化。 電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻包括電化學(xué)極化和濃差分極。 內(nèi)部電阻的存在是使電池放電時(shí)的端子電壓低于電池的電動(dòng)勢(shì)和開路電壓，使充電時(shí)的端子電壓高于電動(dòng)勢(shì)和開路電壓。歐姆電阻遵守歐姆定律的極化電阻隨著電流密度的增加而增大，但不是線性關(guān)系，而是隨著電流密度的對(duì)數(shù)的增加而線性增大的情況較多。 循環(huán)壽命，電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進(jìn)行到容量衰減到初期容量的75%，在該情況下，循環(huán)次數(shù)與電池的循環(huán)壽命和電池的充放電條件有關(guān)的鋰離子電池在室溫下的1C充

9、放電循環(huán)壽命為300-500次(行業(yè)標(biāo)準(zhǔn))，最高800-1000次放電平臺(tái)、鋰離子電池完全充電后，放電到3.6V時(shí)的容量為C1，放電到3.0V時(shí)的容量為C0，C1/C0稱為該電池的放電平臺(tái)業(yè)界的標(biāo)準(zhǔn)1C放電平臺(tái)為70%以上， 我們現(xiàn)在有83%-85%的放電平臺(tái)對(duì)手機(jī)電池的使用效果影響最大，關(guān)于手機(jī)通話聲音的清晰、自放電，電池完全充電后可以放置一個(gè)月。 之后，以1C放電到3.0V，以其容量為C2的電池的初始容量為C0的1-C2/C0，該電池的月自放電率業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池的月自放電率小于12%，我們發(fā)現(xiàn)6%-8%的電池自放電與電池的放置性能有關(guān)， 其大小與電池的內(nèi)阻結(jié)構(gòu)和材料性能有關(guān)，記憶效果、記憶效果對(duì)鎳鎘電池來說，在以往的工藝中負(fù)極是燒結(jié)式的，鎘結(jié)晶粒粗，如果在鎳鎘電池完全放電前再充電的話，在鎘結(jié)晶粒成為塊而電池放電時(shí)二次電池保存這個(gè)放電平臺(tái)，在下一個(gè)周期作為放電的終點(diǎn)。 盡管電池本身的容量能讓電池在更低的平臺(tái)上放電。 在今后的放電過程中，電池只記得這個(gè)低容量。 同樣地每次使用時(shí)，由于進(jìn)行不完全的放電，電池的容量會(huì)進(jìn)一