汇丰能源锂离子电池基础知识培训教材.ppt

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1、培训教程锂离子电池基础知识湖南汇丰能源电池有限公司1教程大纲电池分类锂离子电池之电化学反应机理锂离子电池之应用领域锂离子电池之结构锂离子电池之性能指标锂离子电池质量认证2锂二次电池的诞生及发展过程锂电池和锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池.锂电池一般指锂一次电池和锂二次电池。其中锂一次电池的研究始于20世纪50年代，70年代进入实用化。锂离子电池研究始于20世纪80年代，1970年日本研制成以石油焦（是一种从石油中提取出的碳黑）为负极、LiCoO2为正极的锂离子二次电池：同年，Sony电池公司宣称将推出以

2、碳为负极的锂离子电池。1991年，日本索尼能源技术公司与电池部联合开发了一种以聚糖醇热解碳(PFA)为负极的锂离子电池。1993年，美国Bellcore（贝尔电讯公司）首先报导了采用PVDF工艺制造成聚合物锂离子电池PLIB.3电池种类划分一次电池二次电池：镍镉、镍氢、锂离子铅酸电池动力电池燃料电池太阳能电池-地面光伏发电其他新型电池一、按电池的使用二、常见的电池4基础知识与专业术语认识电池5三、锂离子电池的分类锂离子电池按电解液材料可分为液态锂离子电池和固态聚合物锂离子电池；按外观分类可分为圆型、方型和纽扣电池

3、；按外包装材料可分为：钢壳电池、铝壳电池、软包装电池。6什么叫锂离子电池？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LiXCoO2、LiXNiO2或LiXMnO2负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。电解质为溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6等有机溶液。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象的称为“摇椅电池”。充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态。放电时则相反。7锂离子电池电化学反应机理正极反应：LiCoO2====Li1-xCoO2+xLi

4、++xe-负极反应：C+xLi++xe-===CLix电池总反应：LiCoO2+C====Li1-xCoO2+CLix放电时发生上述反应的逆反应。8锂离子电池特点2-1（1）平均放电电压高：一般在3.6V左右。（2）比能量大：无论是体积能量还是质量能量，均比较大。（3）能量密度高：与目前较广泛使用的Ni-Cd蓄电池及Ni-MH蓄电池相比，由于锂离子二次电池具有较高的工作电压及体积比容量，因而它的能量密度是最高的。9锂离子电池特点2-2（4）自放电率小：锂离子二次电池在首次充电过程中，会在碳负极表面形成一层固体电解

5、质中间相(SEI)膜，它允许离子通过，但不允许电子通过,因此可以较好的防止自放电，使其自放电率大大减小。（5）循环寿命长（500～1000次）。（6）清洁无污染。（7）质量轻，体积小：因为它能量密度高，在同样放电容量的情况下，锂离子二次电池的重量是最轻的。10技术参数镍镉电池镍氢电池锂离子电池工作电压（V）1.21.23.6重量比能量(Wh/Kg)5065105-140体积比能量(Wh/l)150200300充放电寿命(次)5005001000自放电率（%/月）25-3030-356-9有无记忆效应有有无有无污染

6、有无无11应用领域锂离子电池应用12锂离子电池结构正极活性物质（LiCoO2LiMnO2LiNixCo1-xO2)导电剂、溶剂、粘合剂、基体负极活性物质（石墨、MCMB)粘合剂、溶剂、基体隔膜（PP+PE）电解液（LiPF6+DMC/EC/EMC)外壳（五金件（铝壳、盖板、极耳、绝缘片）铝塑膜）保护板13方（角）形锂离子电池结构图铝壳或钢壳1415圆柱形锂离子电池结构图密封圈限流开关隔膜绝缘垫铝壳或钢壳16软包装锂离子电池结构图17锂离子电池结构——正极正极基体：铝箔（约0.020mm厚)正极物质：钴酸锂+碳

7、黑+PVDF正极集流体：铝带（约0.1mm厚）18锂离子电池结构——负极负极基体：铜箔（约0.015mm厚)负极物质：石墨+CMC+SBR负极集流体：镍带（约0.07mm厚）19锂离子电池结构——隔膜材质：单层PE（聚乙烯）或者三层复合PP（聚丙烯）+PE+PP厚度：单层一般为0.016～0.020mm三层一般为0.020～0.025mm20锂离子电池结构——电解液性质：无色透明液体，具有较强吸湿性。应用：主要用于可充电锂离子电池的电解液，只能在干燥环境下使用操作（如环境水分小于20ppm的手套箱内）。规格：溶剂

8、组成DMC:EMC:EC=1:1:1（重量比）LiPF6浓度1mol/l质量指标：密度（25℃）g/cm31.23±0.03水分（卡尔费休法）≤20ppm游离酸（以HF计）≤50ppm电导率（25℃）10.4±0.5ms／cm21液态锂离子电池性能常规性能：容量电压内阻可靠性性能：循环寿命放电平台自放电贮存性能高低温性能安全性能过充短路针刺跌落湿水低压振动22容量2-1电