鋰電池培訓(xùn)教材

1、鋰電池培訓(xùn)教材培訓(xùn)提綱電池基礎(chǔ) 鋰離子電池基礎(chǔ) 鋰離子電池相關(guān)檢測 星恒的質(zhì)量控制及安全保證、測試標(biāo)準(zhǔn)及結(jié)果鋰離子電池及電池組的性能電池組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及接口鋰離子電池的儲藏和運(yùn)輸常見問題和解答電池基礎(chǔ)電池的歷史電池的構(gòu)成電池的分類常見可充電電池性能比較各類電池的市場分額和發(fā)展電池基礎(chǔ)知識電池基礎(chǔ)知識1 電池的發(fā)展簡史：電池的發(fā)展簡史：公元前公元前100公公元元100年年 電池原電池原形形1800年1900年2000年17801791發(fā)明伽尼爾電發(fā)明伽尼爾電池池1800年伏特發(fā)明電年伏特發(fā)明電池池1833年發(fā)現(xiàn)法拉第法年發(fā)現(xiàn)法拉第法則則1836年發(fā)明丹尼爾電年發(fā)明丹尼爾電池池1859年發(fā)明鉛酸電池

2、年發(fā)明鉛酸電池1868年發(fā)明干電池年發(fā)明干電池1899年發(fā)明年發(fā)明Ni-Cd蓄電蓄電池池 1901年發(fā)明年發(fā)明Ni/Fe電電池池1951年發(fā)明密封年發(fā)明密封Ni-Cd電電池池1990年發(fā)明鋰離子電年發(fā)明鋰離子電池池1995年發(fā)明聚合物電解質(zhì)鋰離子電池年發(fā)明聚合物電解質(zhì)鋰離子電池2 電池的要素和組成：電池的要素和組成：電池基礎(chǔ)知識電池基礎(chǔ)知識電極電極 負(fù)極：通常將電池電極中電壓較低的一極稱為負(fù)極 正極：通常將電池電極中電壓較高的一極稱為正極隔膜：在電池中，防止正負(fù)極間電子導(dǎo)通，而又能讓離子通過（離子傳導(dǎo)）的隔離材料，一般為多孔薄膜材料電解質(zhì)溶液（電液）：在電池內(nèi)正負(fù)極間提供離子傳輸作用其他構(gòu)件：

3、如外殼，極柱，密封件等電池基礎(chǔ)知識電池基礎(chǔ)知識3 電池的分類：電池的分類：電池一次電池（干電池）二次電池（充電電池或蓄電池）鉛酸電池鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池液態(tài)鋰離子電池聚合物態(tài)鋰離子電池另外還有燃料電池、太陽能電池等等電池基礎(chǔ)知識電池基礎(chǔ)知識4 常見可充電電池性能比常見可充電電池性能比較：較：電池體系電池體系組成組成環(huán)保性能環(huán)保性能 電池電池電壓電壓（V V）能量密度能量密度充電循環(huán)充電循環(huán) 自放電率自放電率負(fù)極負(fù)極電解液電解液正極正極Wh/kgWh/kgWh/LWh/L鋰離子電池鋰離子電池碳碳LiPFLiPF6 6LiMnLiMn2 2O O4 4或或LiCoOLiCoO2 2綠色環(huán)保綠

4、色環(huán)保3.63.6130-150130-150350-400350-400100010008%8%鉛酸電池鉛酸電池PbPbH H2 2SOSO4 4PbOPbO2 2鉛污染嚴(yán)重鉛污染嚴(yán)重 2.02.030-5030-5050-8050-80300-500300-50020%20%鎳鎘電池鎳鎘電池CdCdKOHKOHNiOOHNiOOH鎘污染嚴(yán)重鎘污染嚴(yán)重1.21.250-6050-60130-150130-150400-600400-60025%25%鎳氫電池鎳氫電池儲氫儲氫材料材料KOHKOHNiOOHNiOOH環(huán)保環(huán)保1.21.260-7060-70190-200190-200500500

5、10%10%電池基礎(chǔ)知識電池基礎(chǔ)知識5 各類二次電池的市場份額和發(fā)展：各類二次電池的市場份額和發(fā)展：鋰離子電池基礎(chǔ)鋰離子電池“前世今生”鋰離子電池工作原理鋰離子電池基本結(jié)構(gòu)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展鋰離子電池基礎(chǔ)知識鋰離子電池基礎(chǔ)知識1 鋰離子電池的鋰離子電池的“前世今前世今生生” ：鋰離子鋰離子電池是20世紀(jì)90年代開發(fā)成功的新型高能電池。鋰離子電池的鋰離子電池的“前世前世”：早期負(fù)極為金屬鋰的“鋰電池”，但金屬鋰的化學(xué)活性太大， 充電時(shí)產(chǎn)生的枝晶會使電池短路，目前尚未真正解決其安全問題。鋰離子電池的鋰離子電池的“今生今生”：鋰離子電池名稱開始于日本企業(yè)，

6、針對含金屬鋰負(fù)極的鋰二次電池 而言，1991年由索尼公司率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。采用可嵌鋰碳材料為負(fù)極，正極采用含鋰的 過渡金屬氧化物，利用溶有鋰鹽非水溶劑作為電介質(zhì)。Secondary (rechargeable) batteriesLithium-ion batteryDischargeChargeCathode (LiMexOy) LiCoO2 -utilized for commercial batteriesLiNiO2, LiMn2O4-prospectiveAnode (CLix) Cathode:LiMeO2 - xe- Li1-xMeO2 + xLi+Anode:C + xLi+ +

7、 xe- CLixCHARGEDISCHARGECHARGEDISCHARGESeparatorAluminum canPositive terminalNegative terminal鋰離子電池基礎(chǔ)知識鋰離子電池基礎(chǔ)知識3 鋰離子電池基本結(jié)構(gòu)：鋰離子電池基本結(jié)構(gòu)：極柱安全閥外殼負(fù)極隔膜正極極柱安全閥外殼負(fù)極隔膜正極星恒電源星恒電源10Ah電芯解剖示意圖電芯解剖示意圖鋰離子電池基礎(chǔ)知識鋰離子電池基礎(chǔ)知識4 鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)和缺鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：點(diǎn)：鋰離子電池重量輕、體積小，壽命長，沒有記憶效應(yīng)，具備良好的溫度特性，同時(shí)由于沒有重金屬污染、沒有毒性物質(zhì)，是新一代環(huán)保型綠色電池。被業(yè)界稱之

8、為“終極電池”鋰離子鋰離子鉛酸鉛酸鎳鎘鎳鎘鎳氫鎳氫重量重量5113壽命壽命5234環(huán)保環(huán)保5215記憶記憶5313溫度特性溫度特性523缺點(diǎn)：鋰離子電池價(jià)格相對昂貴，發(fā)展時(shí)間短，制造工藝的成熟性不如鉛酸，鎳鎘及鎳氫電池，但隨時(shí)間的推移，鋰離子電池的制造工藝會越來越成熟，價(jià)格也會逐漸降低。鋰離子電池基礎(chǔ)知識鋰離子電池基礎(chǔ)知識5 液態(tài)鋰離子電池與聚合物鋰離子電池的異同：液態(tài)鋰離子電池與聚合物鋰離子電池的異同：相同點(diǎn)：正負(fù)極活性物質(zhì)相同相同點(diǎn)：正負(fù)極活性物質(zhì)相同 電池工作原理相同電池工作原理相同 單體電池工作電壓相同單體電池工作電壓相同不同點(diǎn)：液態(tài)鋰離子電池的電解液是液態(tài)的有機(jī)電解液，聚合不同點(diǎn)：液

9、態(tài)鋰離子電池的電解液是液態(tài)的有機(jī)電解液，聚合物鋰離子電池的電解質(zhì)是將液態(tài)的有機(jī)電解液吸附在一種聚合物物鋰離子電池的電解質(zhì)是將液態(tài)的有機(jī)電解液吸附在一種聚合物基質(zhì)上，所以被稱為凝膠聚合物電解質(zhì)。基質(zhì)上，所以被稱為凝膠聚合物電解質(zhì)。優(yōu)缺點(diǎn)比較：液態(tài)鋰離子電池的功率較聚合物鋰離子電池大的優(yōu)缺點(diǎn)比較：液態(tài)鋰離子電池的功率較聚合物鋰離子電池大的多，反映在電動自行車上，液態(tài)比聚合物有更強(qiáng)的爬坡能力；液多，反映在電動自行車上，液態(tài)比聚合物有更強(qiáng)的爬坡能力；液態(tài)鋰離子電池的價(jià)格較聚合物鋰離子電池便宜。聚合物鋰離子電態(tài)鋰離子電池的價(jià)格較聚合物鋰離子電池便宜。聚合物鋰離子電池由于不存在游離的電解液，不存在漏液的情

10、況。池由于不存在游離的電解液，不存在漏液的情況。鋰離子電池基礎(chǔ)知識鋰離子電池基礎(chǔ)知識6 液態(tài)軟包裝、凝膠聚合物和液態(tài)鋰離子電池的安全性：液態(tài)軟包裝、凝膠聚合物和液態(tài)鋰離子電池的安全性：目前市場上大量出現(xiàn)的是液態(tài)軟包裝電池，目前市場上大量出現(xiàn)的是液態(tài)軟包裝電池，液態(tài)軟包裝電液態(tài)軟包裝電池內(nèi)部電化學(xué)體系和金屬殼包裝電池一樣。池內(nèi)部電化學(xué)體系和金屬殼包裝電池一樣。優(yōu)缺點(diǎn)比較：采用液體電解液，因此在大電流放電等性能上也優(yōu)缺點(diǎn)比較：采用液體電解液，因此在大電流放電等性能上也不錯(cuò)。由于采用軟包裝，包裝較易損壞，在一些振動頻繁的應(yīng)用不錯(cuò)。由于采用軟包裝，包裝較易損壞，在一些振動頻繁的應(yīng)用領(lǐng)域，如電動自行車等

11、，需要謹(jǐn)慎。領(lǐng)域，如電動自行車等，需要謹(jǐn)慎。金屬殼液態(tài)液態(tài)軟包裝凝膠型電解液液態(tài)液態(tài)凝膠態(tài)包裝金屬鋁塑膜鋁塑膜爬坡能力很好很好差安全性鋰離子電池的安全性需要從正極材料入手，光靠更換軟包裝無法從根本上解決。軟包裝的電池如果爆炸，不存在金屬物射出物，然仍無法解決燃燒等危險(xiǎn)。從電極材料和電解液入手，才是解決鋰離子電池安全性的根本途徑。鋰離子電池基礎(chǔ)知識鋰離子電池基礎(chǔ)知識7 電池的一致性問題：電池的一致性問題：單體電池不存在一致性問題，一致性問題主要集中在電池單體電池不存在一致性問題，一致性問題主要集中在電池組中，影響電池組一致性的主要因素是電池的自放電，內(nèi)組中，影響電池組一致性的主要因素是電池的自放

12、電，內(nèi)阻，電池中電池的數(shù)量，有無均衡線路等。同樣容量和電阻，電池中電池的數(shù)量，有無均衡線路等。同樣容量和電壓的電池組，鋰離子電池?cái)?shù)量最少，對一致性要求越低。壓的電池組，鋰離子電池?cái)?shù)量最少，對一致性要求越低。星恒公司通過一系列嚴(yán)格的質(zhì)量控制和工藝改進(jìn)手段，極星恒公司通過一系列嚴(yán)格的質(zhì)量控制和工藝改進(jìn)手段，極大了提高了電芯的一致性。目前生產(chǎn)的鋰離子電池的月自大了提高了電芯的一致性。目前生產(chǎn)的鋰離子電池的月自放電均小于放電均小于10，且電池間的差異很小，通過采用獨(dú)家，且電池間的差異很小，通過采用獨(dú)家均衡線路技術(shù)，更進(jìn)一步提高了一致性。均衡線路技術(shù)，更進(jìn)一步提高了一致性。鋰離子電池基礎(chǔ)知識鋰離子電池基

13、礎(chǔ)知識8 鎳氫（鎳氫（Ni/MH）電池的簡介：）電池的簡介：鎳氫電池的工作電壓為鎳氫電池的工作電壓為1.2V，無鉛酸，鎘鎳電池的重金，無鉛酸，鎘鎳電池的重金屬污染問題，也屬于綠色環(huán)保型電池，但與鋰離子電池相屬污染問題，也屬于綠色環(huán)保型電池，但與鋰離子電池相比，鎳氫電池的工作電壓只有鋰離子電池的比，鎳氫電池的工作電壓只有鋰離子電池的1/3，同樣一，同樣一個(gè)電池鎳氫電池需要的單體電池的數(shù)量是鋰離子電池的個(gè)電池鎳氫電池需要的單體電池的數(shù)量是鋰離子電池的3倍，重量是鋰離子電池的倍，重量是鋰離子電池的2倍左右，循環(huán)壽命也比鋰離子倍左右，循環(huán)壽命也比鋰離子電池短。另外鎳氫電池充電過程中發(fā)熱嚴(yán)重，無法長期在

14、電池短。另外鎳氫電池充電過程中發(fā)熱嚴(yán)重，無法長期在高溫調(diào)節(jié)下使用。低溫性能不如鋰離子電池，高倍率放電高溫調(diào)節(jié)下使用。低溫性能不如鋰離子電池，高倍率放電性能不如鎘鎳電池和鋰離子電池，而價(jià)格與鋰離子電池相性能不如鎘鎳電池和鋰離子電池，而價(jià)格與鋰離子電池相差無幾。所以鎳氫電池雖然發(fā)展時(shí)間較長，但其發(fā)展的速差無幾。所以鎳氫電池雖然發(fā)展時(shí)間較長，但其發(fā)展的速度和潛力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鋰離子電池。度和潛力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鋰離子電池。9 鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域：鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域：鋰離子電池基礎(chǔ)知識鋰離子電池基礎(chǔ)知識用電器用電器電池形態(tài)電池形態(tài)容量容量 放電電流放電電流正極材料正極材料市場份額市場份額手機(jī)，手機(jī)，MP3/

15、MP4數(shù)數(shù)碼相機(jī)碼相機(jī)液態(tài)液態(tài)/聚合物聚合物800mAh100mA鈷酸鋰鈷酸鋰98以上以上筆記本電腦，筆記本電腦，攝像機(jī)、玩攝像機(jī)、玩具具液態(tài)液態(tài)/聚合物聚合物2Ah1000mA鈷酸鋰鈷酸鋰98以上以上電動自行車電動自行車液態(tài)液態(tài)/聚合物聚合物10Ah510A錳酸鋰錳酸鋰目前目前5電動（混動）電動（混動）汽車汽車液態(tài)液態(tài)715Ah200600A錳酸鋰錳酸鋰試驗(yàn)階段試驗(yàn)階段飛機(jī)、潛艇飛機(jī)、潛艇液態(tài)液態(tài)15Ah500A錳酸鋰錳酸鋰試驗(yàn)階段試驗(yàn)階段軍用通信軍用通信液態(tài)液態(tài)8Ah1000mA錳酸鋰錳酸鋰試驗(yàn)階段試驗(yàn)階段星恒動力鋰離子電池10 鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展鋰離子電池的進(jìn)一步發(fā)展鋰離子電池基礎(chǔ)知

16、識鋰離子電池基礎(chǔ)知識鋰離子電池相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)UL1642， 2054IEC61960國家標(biāo)準(zhǔn)企標(biāo)鋰離子電池相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)電芯測試匯總電芯測試匯總鋰離子電池相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)電芯測試匯總電芯測試匯總鋰離子電池相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)電池組測試匯總電池組測試匯總鋰離子電池相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)電池組測試匯總電池組測試匯總星恒電池質(zhì)量控制及安全性保證質(zhì)量控制質(zhì)量管理認(rèn)證性能測試標(biāo)準(zhǔn)安全保證安全測試標(biāo)準(zhǔn)星恒電池安全測試結(jié)果及安全認(rèn)證幾個(gè)層次的質(zhì)量保證材料選擇工藝選擇質(zhì)量管理質(zhì)量控制管理認(rèn)證星恒電池質(zhì)量控制質(zhì)量控制n對原材料供應(yīng)商進(jìn)行嚴(yán)格的考核n開發(fā)部，品管部對樣品的檢測n小批量試生產(chǎn)，并對其進(jìn)行跟蹤監(jiān)測管理n成品電池檢驗(yàn)質(zhì)量管理認(rèn)證

17、 2006年3月通過DNV 對于ISO9001-2000的外 部審核，在5月取得相應(yīng)證書幾個(gè)層次的質(zhì)量保證材料選擇 選擇合格供應(yīng)商 選擇有相關(guān)認(rèn)證的部品，如UL、CCC、CE等 工藝選擇 全自動設(shè)備與半機(jī)械化相結(jié)合 質(zhì)量管理、控制 對原材料供應(yīng)商進(jìn)行嚴(yán)格的考核 開發(fā)部，品管部對樣品的檢測 小批量試生產(chǎn)，并對其進(jìn)行跟蹤監(jiān)測管理 成品電池檢驗(yàn)（FQC檢驗(yàn)規(guī)范） 管理認(rèn)證 2006年3月通過DNV 對于ISO9001-2000的外部審核New BatteryAbuseCell and Battery TestFlight AcceptanceTest of BatteriesQualificatio

18、n Test of BatteriesPerformanceEngineering /Certification TestEnvironment Test幾個(gè)層次的安全性保證I.材料的選擇II. （正極、負(fù)極、電解液和隔膜）II.電芯級的安全保證III.電池組級的安全性保證IV.安全性認(rèn)證鋰電池的安全保證（1 1）鋰離子電池的核心元素：）鋰離子電池的核心元素： Li Li是非?；顫姷慕饘僭?。是非?；顫姷慕饘僭亍＃? 2）鋰離子電池的電解液是電導(dǎo)性差，可燃性、氧化還原性溶液）鋰離子電池的電解液是電導(dǎo)性差，可燃性、氧化還原性溶液（3 3）大容量對安全性要求更高）大容量對安全性要求更高（4 4）

19、大功率放電對安全性要求更高大功率放電對安全性要求更高 （5 5）使用條件苛刻對安全性要求更高使用條件苛刻對安全性要求更高 1 1 安全隱患的來源：安全隱患的來源：因此，動力型鋰離子電池的安全性問題比一般的小型的鋰離子電池更突出，要因此，動力型鋰離子電池的安全性問題比一般的小型的鋰離子電池更突出，要求更高。如何解決這一問題，得從材料、結(jié)構(gòu)、保護(hù)電路入手。最后再通過科求更高。如何解決這一問題，得從材料、結(jié)構(gòu)、保護(hù)電路入手。最后再通過科學(xué)的檢測與權(quán)威的認(rèn)證，如此才能把高效、安全的動力型鋰離子電池，交到客學(xué)的檢測與權(quán)威的認(rèn)證，如此才能把高效、安全的動力型鋰離子電池，交到客戶的手中。戶的手中。 2 解決

20、安全性問題的途徑材料入手 A 選用安全性更高的錳酸鋰，磷酸鐵鋰等正極材料B 合理的負(fù)極材料C 選用更好溫度特性的隔膜材料D 選用更好溫度特性，更高耐壓，導(dǎo)電更好的電解液配方E 合理的正負(fù)極材料比例結(jié)構(gòu)保證A 采用層疊的極片和隔膜組合方式B 采用更可靠的安全閥結(jié)構(gòu)C 減少電芯串并聯(lián)的級數(shù)可靠的外圍電路A 設(shè)計(jì)上保證外圍電路的可靠性，作好失效分析，減少電芯極限條件工作的概率，使電芯工作在合理的條件下B 從工藝和材料上保證電路的可靠性嚴(yán)格的檢測和監(jiān)控鋰電池的安全保證 3 星恒在電池安全性上所做的努力與成效： 正極材料：選用安全性能更好的正極材料：選用安全性能更好的LiMn2O4 作為正極材料，星恒公

21、司自主研發(fā)的表面改性作為正極材料，星恒公司自主研發(fā)的表面改性 的的LiMn2O4 材料材料有效解決了錳酸鋰正極材料過充分子結(jié)構(gòu)塌陷的問題，同時(shí)有效解決了錳酸鋰正極材料過充分子結(jié)構(gòu)塌陷的問題，同時(shí) 提高了導(dǎo)電性，使之更適用于動力型的場合。正常充電結(jié)束后，所有的提高了導(dǎo)電性，使之更適用于動力型的場合。正常充電結(jié)束后，所有的Li都已都已 經(jīng)從正極嵌入了負(fù)極。即使電池進(jìn)入了過充狀態(tài)，正極材料已沒有經(jīng)從正極嵌入了負(fù)極。即使電池進(jìn)入了過充狀態(tài)，正極材料已沒有LiLi可以脫嵌，可以脫嵌， 因而完全避免了鋰枝晶的形成，保證了安全性。因而完全避免了鋰枝晶的形成，保證了安全性。鋰電池的安全保證 負(fù)極材料：星恒電源

22、有限公司選擇了負(fù)極材料：星恒電源有限公司選擇了MCMB（中間相碳微球），是球形片層結(jié)構(gòu)且表（中間相碳微球），是球形片層結(jié)構(gòu)且表 面光滑。面光滑。 MCMBMCMB的球形片層結(jié)構(gòu)是種各向同性的結(jié)構(gòu)（即球?qū)ΨQ，對每一個(gè)的球形片層結(jié)構(gòu)是種各向同性的結(jié)構(gòu)（即球?qū)ΨQ，對每一個(gè) 方向而言都是一致、無差別的）。因此，方向而言都是一致、無差別的）。因此，Li可以從各個(gè)方向嵌入和脫嵌，解可以從各個(gè)方向嵌入和脫嵌，解 決了石墨類材料由于各向異性而引起的石墨片層過度溶脹、塌陷和不能大決了石墨類材料由于各向異性而引起的石墨片層過度溶脹、塌陷和不能大 電流放電的問題。電流放電的問題。隔隔 膜：我們采用國際先進(jìn)的膜：我們

23、采用國際先進(jìn)的Celgars2300 PP -PE-PP三層復(fù)合膜。在電池內(nèi)部溫度三層復(fù)合膜。在電池內(nèi)部溫度達(dá)達(dá) 到到130的情況下，的情況下，PE膜孔閉合，電池內(nèi)部斷路，從而確保電池安全可靠。膜孔閉合，電池內(nèi)部斷路，從而確保電池安全可靠。過量的金屬鋰在負(fù)極還原，形成鋰枝晶過充時(shí)，無過量的金屬鋰在負(fù)極還原，不會形成鋰枝晶幾種鋰離子電池正極材料的綜合比較鈷酸鋰錳酸鋰磷酸鐵鋰鎳鈷錳酸鋰耐過充氧化性很強(qiáng)一般弱強(qiáng)過充極限0.5C/6V3C/10V3C/10V0.5C/6V用作動力電池的安全性很不安全安全性能好安全性能好不安全安全容量1Ah1030Ah可達(dá)100Ah/大功率能力好很好一般/價(jià)格昂貴低廉低

24、廉一般4 有機(jī)電解液： 鋰電池的安全保證耐耐 高高 壓：防止在過充時(shí)，電解液被分解成氣體引起爆炸隱患。壓：防止在過充時(shí)，電解液被分解成氣體引起爆炸隱患。高導(dǎo)電率：利于大電流放電，減小電流通過時(shí)的內(nèi)阻，也即降低了電池的內(nèi)熱，高導(dǎo)電率：利于大電流放電，減小電流通過時(shí)的內(nèi)阻，也即降低了電池的內(nèi)熱， 避免引燃電解液。避免引燃電解液。耐氧化性好：避免被正極材料氧化，生成大量氣體引發(fā)爆炸危險(xiǎn)。耐氧化性好：避免被正極材料氧化，生成大量氣體引發(fā)爆炸危險(xiǎn)。正極材料負(fù)極材料大10%5 5 正負(fù)極配比：為避免負(fù)極正負(fù)極配比：為避免負(fù)極C材料的孔隙被正材料的孔隙被正 極來的極來的Li+填滿，而正極的填滿，而正極的Li

25、還未脫嵌完的還未脫嵌完的 情況。我們采用：負(fù)極料比正極料過量情況。我們采用：負(fù)極料比正極料過量10% 的安全保護(hù)措施，以杜絕過量的的安全保護(hù)措施，以杜絕過量的Li在負(fù)極表在負(fù)極表 面形成鋰枝晶，而造成的安全隱患。面形成鋰枝晶，而造成的安全隱患。傳統(tǒng)的卷繞結(jié)構(gòu)我們的層疊結(jié)構(gòu)在大電流或高溫情況下，隔膜具有熱縮性質(zhì)，在大電流或高溫情況下，隔膜具有熱縮性質(zhì)，120 時(shí)隔膜面積縮小時(shí)隔膜面積縮小10%10%此時(shí)卷繞結(jié)構(gòu)的電池將發(fā)生大面積的正負(fù)極直接短路，進(jìn)一步惡化工作條件此時(shí)卷繞結(jié)構(gòu)的電池將發(fā)生大面積的正負(fù)極直接短路，進(jìn)一步惡化工作條件而我們在設(shè)計(jì)層疊結(jié)構(gòu)時(shí)，已經(jīng)將隔膜面積留而我們在設(shè)計(jì)層疊結(jié)構(gòu)時(shí)，已經(jīng)

26、將隔膜面積留10%10%的余量，即使隔膜發(fā)生熱縮的余量，即使隔膜發(fā)生熱縮依然不會導(dǎo)致大面積的直接短路。依然不會導(dǎo)致大面積的直接短路。6 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：鋰電池的安全保證 彈簧片式安全閥彈簧片式安全閥 隨著使用時(shí)間的延長，彈簧的隨著使用時(shí)間的延長，彈簧的彈性會變化甚至消失。彈性會變化甚至消失。這樣就無法保持電池在正常這樣就無法保持電池在正常狀態(tài)時(shí)的密封性能，電池的性能會很快衰減，安全狀態(tài)時(shí)的密封性能，電池的性能會很快衰減，安全性也無法保證。性也無法保證。 金屬薄片刻傷安全結(jié)構(gòu)，它利用內(nèi)壓達(dá)到并超過刻金屬薄片刻傷安全結(jié)構(gòu)，它利用內(nèi)壓達(dá)到并超過刻痕部位的最大承受壓力時(shí)，將其沖破實(shí)現(xiàn)卸壓。但要想痕部位的最大

27、承受壓力時(shí)，將其沖破實(shí)現(xiàn)卸壓。但要想刻成能承受一定壓力的傷痕本身就很難，刻傷部位承壓刻成能承受一定壓力的傷痕本身就很難，刻傷部位承壓也不均勻，且成本很高。也不均勻，且成本很高。7 安全閥結(jié)構(gòu)鋰電池的安全保證星恒新型安全閥結(jié)構(gòu)試驗(yàn)條件標(biāo)準(zhǔn)過充以tc=2.5C/3(Ic)對應(yīng)電流和時(shí)間進(jìn)行3C 10V注：C為標(biāo)稱容量，IC為測試電流 不起火，不爆炸短路用.導(dǎo)線連接正負(fù)極 直至溫度下降接近環(huán)境溫度 ，不爆炸、不燃燒，外殼溫度不得高于150 撞擊在電池的正面與側(cè)面，在3ms內(nèi)以最小加速度75g，最大加速度125-175g撞擊電池 不爆炸、不燃燒、排出物5g 熱沖擊1502 ，10分鐘不起火，不爆炸星恒

28、鋰離子電池的安全測試結(jié)果 1. 正常的單體電池：正常的單體電池： 型號：型號：XH-10AH 額定電壓：額定電壓：3.7V 額定容量：額定容量：10AH 最大放電電流：最大放電電流：20A 重量：約重量：約360克克 星恒鋰離子電池的安全測試結(jié)果測試項(xiàng)目測試項(xiàng)目 測試條件測試條件 測試要求測試要求 電池?cái)?shù)目電池?cái)?shù)目測試標(biāo)準(zhǔn)測試標(biāo)準(zhǔn)撞撞擊擊平面平面 9.1KG重物，0.61m高度， 直 徑15.8mm 的 鋼棒。 不起火，不爆炸 3個(gè) UL側(cè)面?zhèn)让?3個(gè)擠擠壓壓平面平面 擠壓力 13KN不起火，不爆炸 3個(gè) UL側(cè)面?zhèn)让?3個(gè) 高溫高溫150，10min（溫升5 /min)不起火，不爆炸 5個(gè)

29、UL 過充過充 30A,10V不起火，不爆炸 5個(gè) UL 短路短路 電阻小于100m 不起火，不爆炸 5個(gè) UL 針刺針刺5mm的鋼釘從垂直于極板的方向貫穿（鋼針停留在電池中） 不起火，不爆炸 5個(gè) 企標(biāo)企標(biāo)星恒鋰離子電池的安全測試結(jié)果2. 單體電池的安全測試項(xiàng)目及測試方法單體電池的安全測試項(xiàng)目及測試方法測試項(xiàng)目測試項(xiàng)目 測試要求測試要求 測試結(jié)果測試結(jié)果撞擊撞擊平面平面不起火，不爆炸 通過通過側(cè)面?zhèn)让?通過通過擠壓擠壓平面平面不起火，不爆炸 通過通過側(cè)面?zhèn)让?通過通過 高溫高溫不起火，不爆炸 通過通過 過充過充不起火，不爆炸 通過通過 短路短路不起火，不爆炸 通過通過 針刺針刺不起火，不爆炸

30、 通過通過星恒鋰離子電池的安全測試結(jié)果3 星恒鋰離子電池的安全測試結(jié)果平撞平撞側(cè)撞側(cè)撞電池變形但沒有安全問題電池變形但沒有安全問題星恒鋰離子電池的安全測試結(jié)果撞擊后的電池撞擊后的電池側(cè)擠側(cè)擠平擠平擠電池變形但沒有安全問題電池變形但沒有安全問題溫度無明溫度無明顯變化顯變化擠壓后的電池?cái)D壓后的電池星恒鋰離子電池的安全測試結(jié)果電池鼓起但沒有安全問題電池鼓起但沒有安全問題星恒鋰離子電池的安全測試結(jié)果高溫烘烤后的電池高溫烘烤后的電池電池鼓起但沒有安全問題電池鼓起但沒有安全問題星恒鋰離子電池的安全測試結(jié)果過充后的電池過充后的電池電池鼓起但沒有安全問題電池鼓起但沒有安全問題短路后的電池短路后的電池星恒鋰離子

31、電池的安全測試結(jié)果 鋼針穿透電池鋼針穿透電池電池被穿透但沒有安全問題電池被穿透但沒有安全問題星恒鋰離子電池的安全測試結(jié)果針刺后的電池針刺后的電池單體電池單體電池 測試項(xiàng)目測試項(xiàng)目 測試條件測試條件 測試要求測試要求測試標(biāo)準(zhǔn)測試標(biāo)準(zhǔn)測試結(jié)果測試結(jié)果撞撞擊擊平面平面 9.1KG重物，0.61m高度， 直 徑15.8mm 的 鋼棒。 不起火，不爆炸 ULPASS側(cè)面?zhèn)让鏀D擠壓壓平面平面 擠壓力 13KN不起火，不爆炸 ULPASS側(cè)面?zhèn)让?高溫高溫150，10min（溫升5 /min)不起火，不爆炸 ULPASS 過充過充 30A,10V不起火，不爆炸 ULPASS 短路短路 電阻小于100m 不起

32、火，不爆炸 ULPASS 針刺針刺5mm的鋼釘從垂直于極板的方向貫穿（鋼針停留在電池中）， 不起火，不爆炸 企標(biāo)企標(biāo)PASS4 總結(jié)：總結(jié)：星恒鋰離子電池的安全測試結(jié)果鋰離子電池及電池組的性能鋰離子電池組充放電的性能電池及電池組保護(hù)板的功能電池組均衡管理系統(tǒng)的介紹電池組的性能（一）電池組的性能（一）電池組(10串)的充電（2A恒流）曲線電池組的性能（二）電池組的性能（二）電池組(10串)的放電（5A恒流）曲線電池組保護(hù)板功能介紹（一)原理圖電池組保護(hù)板功能介紹（二)電池組保護(hù)板功能具體功能介紹：電池組保護(hù)板功能具體功能介紹：過充保護(hù)：過充保護(hù)：串聯(lián)的各節(jié)電芯里任意有1節(jié)電芯的電壓高于4.25V

33、時(shí)立即切斷充電回路，直到低于4.05V再重新開啟，但此階段仍然可以正常放電。過放保護(hù)：過放保護(hù)：串聯(lián)的各節(jié)電芯里任意有1節(jié)電芯電壓低于2.3V時(shí)立即切斷放電回路，直到所有的電芯都高于3.0V時(shí)再重新開啟，但此階段仍然可以充電。過流保護(hù)：過流保護(hù)：保護(hù)板設(shè)計(jì)過流保護(hù)（自恢復(fù)）規(guī)格有20A和30A客戶可選。自恢復(fù)的定義就是當(dāng)回路中的電流達(dá)到保護(hù)值（20A或30A）時(shí)，電池組管理系統(tǒng)將切斷電池組對負(fù)載的供電，當(dāng)回路中的過流負(fù)載消除時(shí)，電池組管理系統(tǒng)將恢復(fù)對負(fù)載供電。保護(hù)板外觀介紹保護(hù)板外觀介紹( (一一) )散熱片固定孔（4個(gè)）信號線焊盤功率線焊盤控制芯片保護(hù)板外觀尺寸:110(長)50(寬)25(

34、厚)電池組均衡管理系統(tǒng)的介紹電池組均衡管理系統(tǒng)的介紹電池組均衡管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的:保證各節(jié)電池荷電狀態(tài)的一致保證各節(jié)電池荷電狀態(tài)的一致.星恒均衡管理系統(tǒng)總設(shè)計(jì)思路:充電均衡充電均衡,保證每只電芯都能充飽電保證每只電芯都能充飽電.電池組均衡管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖:1234ABCD4321DCBAVM1VCC2GND3DO4CO5U2S8241R2110KR22470R23470C2104R2563B-B+U6SI4435B+測試點(diǎn)t1測試點(diǎn)t2電池組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和接口電池組的組成電芯的結(jié)構(gòu)及參數(shù)電池組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電池組的充防電接口電池組的組成主要組成部分主要組成部分：1：電芯2：保護(hù)板3: 均衡電路4：

35、充電過流保險(xiǎn)絲5：放電過流保險(xiǎn)絲6: 電放電門鎖7: 充電端8：放電端電芯的結(jié)構(gòu)及參數(shù)正極負(fù)極安全閥高度：135mm寬度：67mm厚度：17.5mm寬度：67mm電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（一） 我們電池組電芯排列方式可以根據(jù)客戶的要求進(jìn)行任意的排列，但必須考慮到以下幾點(diǎn)：不建議電芯錯(cuò)開禁止電芯倒置禁止電芯極柱受力電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（二）10串的常見的排列方式:5/5橫排一字排開5/5豎排電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（三）7串的常見的排列方式:一字排開3/4豎排3/4橫排電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（四）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別注意事項(xiàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別注意事項(xiàng):電芯間必須采用電芯間必須采用1mm以上的泡棉進(jìn)行絕緣和減震以上的泡棉進(jìn)行絕緣和減震;外殼內(nèi)部要設(shè)計(jì)走線槽外殼內(nèi)部要設(shè)計(jì)走線槽;充電和放電的保險(xiǎn)絲必須分開充電和放電的保險(xiǎn)絲必須分開;整體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮防水性能整體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮防水性能;全部采用阻燃材料全部采用阻燃材料(阻燃等級阻燃等級94-V0);設(shè)計(jì)保護(hù)板的安裝位置時(shí)要充分考慮散熱空間設(shè)計(jì)保護(hù)板的安裝位置時(shí)要充分考慮散熱空間, 要保要保證散熱片到外殼的距離不低于證散熱片到外殼的距離不低于10mm;電池組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（五）具體固定方式舉例：固定側(cè)面的支撐筋固定電芯頂部的支撐筋固定電芯側(cè)面的支撐筋固定電芯底部的支撐筋走線空間注注:以上的固定筋在設(shè)計(jì)時(shí)一定要考論到機(jī)械強(qiáng)度以上的固定筋在設(shè)計(jì)時(shí)一定要考論到機(jī)械強(qiáng)度電池組充放電接口設(shè)計(jì)固定在電池