锂离子电池培训资料---精华资料

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1、锂离子电池基本知识培训资料编制：日期：二〇一一七年二月编制：日期：锂离子电池基本知识锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)两类。其中，液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2，LiNiO2，LiMn2O4或，LiFePO4负极采用锂-碳层间化合物LixC6。电解质为溶解有锂盐LiPF6，LAsF6等的有机溶液。典型的电池体系为LiC6

2、LiFP6-EC十DEC

3、LiCoO2放电时,锂与碳的相嵌化合物中的锂,从负极溶解形成锂离子到电解液中,穿过电解液并在正极

4、晶体中嵌入形成嵌入化合物.充电时,在正极嵌入的锂离子重新回到电解液中,然后在负极上与碳形成嵌入化合物,周而复始。在充、放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象地称为“摇椅电池”(RockingChairBatteries缩写为RCB)。锂离子电池一般可分为液态锂离子电池和固态锂离子电池。聚合物锂离子电池属于固态锂离子电池中的一种电池。锂离子电池从外形分类一般分圆柱形和方形两种，聚合物锂离子电池除制成圆形和方形外，还可根据需要制成任意形状。电池内阻电池内阻有欧姆电阻和电极在电化学反应时所表现的极化电阻。欧姆电阻、极化电

5、阻之和为电池的内阻。欧姆电阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。隔膜电阻是当电流流过电解液时，隔膜有效微孔中电解液所产生的电阻。开路电压和工作电压开路电压是指外电路没有电流流过时电极之间的电位差，一般开路电压小于电池电动势。工作电压又称放电电压或负荷电压，是指有电流通过外电路时，电池两极间的电位差。工作电压总是低于开路电压，因为电流流过电池内部时，必须克服极化电阻和欧姆内阻所造成的阻力。电池的工作电压与放电制度有关，即放电时间、放电电流、环境温度、终止电压等都影响电池的工作电压。(1)放电方法放电方法分恒流放电

6、和恒阻放电两种。此外，还有连续放电与间歇放电。连续放电是指在规定放电条件下，连续放电至终止电压。间歇放电是指电池在规定的放电条件下，放电间断进行，直到所规定的终止电压为止。(2)终止电压电池放电时，电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压称为终止电压。一般在低温或大电流放电时，终止电压低些。因为这种情况下，电极极化大，活性物质不能得到充分利用，电池电压下降较快。小电流放电时，终止电压可高些。因小电流放电，电极极化小，活性物质能得到充分利用。(3)放电电流在谈到电池容量或能量时，必须指出放电电流大小或放电条件，通常用放电率表示。放电率

7、指放电时的速率，常用“时率”和“倍率”表示。时率是指以放电时间〔h)表示的放电速率，即以一定的放电电流放完额定容量所需的小时数。例如，电池的额定容量为30Ah，以2A电流放电，则时率为30Ah／2A＝15，称电池以15小时率放电。“倍率”指电池在规定时间内放出其额定容量所能出的电流值，数值上等于额定容量的倍数。例如，2“倍率”的放电，表示放电电流数值为额定容量的2倍，若电池容量为3Ah，那么放电电流应为2×3＝编制：日期：6A，也就是2“倍率”放电。换算成小时率则是3Ah／6A＝l／2小时率。电池放电电流(I)、电池容量(C)、放

8、电时间(t)的关系为I＝C／t电池的容量与比容量电池容量是指在一定的放电条件下可以从电池获得的电量分理论容量、实际容量和额定容量。理论容量活性物质的理论上可发挥的容量实际容量(C)实际容量是指在一定的放电条件下，电池实际放出的电量。额定容量(C)在设计和制造电池时，规定电池在一定放电条件下应该放出的最低限度的电量。实际容量总是低于理论容量。电池容量是指其中正极(或负极)的容量。电池工作时，通过正极和负极的电量总是相等。因此实际工作中常用正极容量控制整个电他的容量，而负极容量过剩。电池寿命一次电池的寿命是表征给出额定容量的工作时间(

9、与放电倍率大小有关)。二次电池的寿命分充、放电循环使用寿命和湿搁置使用寿命。蓄电池经历一次充放电，称一个周期。在一定的放电制度下，电池容量降至规定值之前，电池所经受的循环次数，称使用周期。影响蓄电池循环使用寿命的主要因素有：在充放电过程中，电极活性物质表面积减小，电极上活性物质脱落或转移；电极材料发生腐蚀；电池内部短路；隔膜损坏和活性物质晶型改变，活性降低。锂离子电池的性能包括电池充放电特性、温度特性、循环寿命、自放电特性、安全性等。隔膜隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开采，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功

10、能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂离子电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。由此可见，电池种类不同，隔膜性能也要求