汇丰能源锂离子电池基础知识培训教材.pptVIP

汇丰能源 DF F 培训教程 锂离子电池基础知识 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 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. 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 基础知识与专业术语 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； 按外包装材料可分为：钢壳电池、铝壳电池、软包装电池。 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。 锂离子电池电化学反应机理 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。 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。 应用领域 锂离子电池结构 正极 活性物质（LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-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 方（角）形锂离子电池结构图 圆柱形锂离子电池结构图 软包装锂离子电池结构图 锂离子电池结构——正极 锂离子电池结构——负极 锂离子电池结构——隔膜 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： 溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比） LiPF6浓度 1mol/l 质量指标： 密度（25℃）g/cm3 1.23±0.03 水分（卡尔费休法） ≤20ppm 游离酸（以HF计） ≤50ppm 电导率（25℃） 10.4±0.5 ms／cm 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 容量2-1 电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh）。 电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。 理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用比容量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量，单位为Ah/kg（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。 容量2-2