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* 锂离子电池基础知识 品质部QA组 Contents 提要 锂离子电池的发展、分类 锂离子电池的优缺点 应用领域 工作原理 液态锂离子电池的正负极材料和电解液 锂离子电池的发展 1980年，M. Armand等人首先提出用嵌锂化合物来代替二次锂电池中的金属锂负极，并提出“摇椅式电池”（rocking chair battery）的概念,嵌锂化合物代替二次锂电池中的金属锂负极，电池的安全性大为改善，并且具有良好的循环寿命，同时电池的充放电效率也得到提高 。 1990年日本Sony公司研制出以石油焦为负极、LiCoO2为正极的锂离子二次电池 。 Dendrite Li metal 锂离子电池电化学反应机理 正极反应：LiCoO2==== Li1-xCoO2 + xLi+ + 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。 锂离子电池 液态锂离子电池 (LIB） 聚合物锂离子电池 (LIP) 锂离子电池的分类 液态锂离子电池与聚合物锂离子电池相比：聚合物锂离子电池中正极和电解质都可使用聚合物材料，通常所说的聚合物锂离子电池是指采用了聚合物电解质的锂离子电池。这类电池的正、负极活性物质及工作原理与液态锂离子电池基本相同，但采用的不是游离的电解液，而是固态或者是半固态的聚合物电解质。 锂离子电池特点 高能量密度 高工作电压 长循环寿命 电化学特性稳定 荷电保持能力强 无污染 无记忆效应 应用领域 Li-ion Battery 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) 粘合剂、溶剂、基体 隔膜（PE、PP/PE/PP） 电解液（LiPF6 + DMC /EC /EMC) 外壳五金件（铝壳、盖板、极耳、绝缘片） 锂离子电池结构——正极 正极基体：铝箔 正极物质：钴酸锂+碳黑+PVDF 正极集流体：铝带 锂离子电池结构——负极 负极基体：铜箔 负极物质：石墨+CMC+SBR 负极集流体：镍带 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0.020～0.025mm 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 液态锂离子电池生产工艺流程 配料 卷绕 注液 检测包装 涂布 制片 化成 激光焊 分容 出货 配料工艺流程 泡胶 正极筛浆料 正极混干粉 正极真空搅拌 泡胶 负极真空搅拌 负极搅拌 负极筛浆料 正极拉浆 负极拉浆 正极 负极 拉浆工艺流程 送 带 上 浆 正、负极浆料 正、负极裁片 烘烤 收 带 裁片工艺流程 正极裁大片 正极压大片 正极裁小片 正极称重分档 正极制片 负极制片 正极焊极耳 负极裁大片 负极压大片 负极裁小片 负极称重分档 负极焊极耳 正极片烘烤 负极片烘烤 卷绕工艺流程 卷绕 贴底部胶纸 压芯 入壳 正、负极片 配片 隔膜 隔膜裁剪 测短路 套绝缘片并固定 负、正极极耳点焊 离心入壳 测短路 压盖帽 激光焊 底部超声焊 铝镍复合带 激光焊工艺流程 上夹具 激光焊接 注液 全检内阻 全检气密性 撕保护膜 注液-化成工艺流程 真空烘烤 封口 注液 预处理 化成 清洗 分容 检测包装工艺流程 充电 返充电 放电 客户 装盒、包装 全检电压 全检内阻 全检尺寸 液态锂离子电池生产所用设备 真空搅拌机 拉浆机（涂布机） 裁切机 辊压机 卷绕机 激光焊机 真空注液机 化成检测柜 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