鋰離子電池培訓(xùn)資料

1、目錄l電池簡介l電池分類l電池體系l溫度特性電池簡介l電池：通常指的電池是化學(xué)電源電池，將物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置，稱為電池。電池分類1原電池系列：鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅空氣電池等；2酸性蓄電池系列：鉛酸蓄電池（其中包括閥控式密封鉛酸蓄電池和膠體密封鉛酸蓄電池）；3堿性蓄電池系列：鎘鎳蓄電池、金屬氫化物鎳蓄電池、鋅銀蓄電池、鐵鎳蓄電池、鋅鎳蓄電池等；4鋰電池系列：鋰蓄電池（鋰離子蓄電池、軟包鋰離子蓄電池、金屬鋰蓄電池等）、鋰原電池（鋰亞硫酰氯電池、鋰二氧化錳電池、鋰二氧化硫電池、鋰氟化碳電池等）、鋰儲(chǔ)備電池（鋰亞硫酰（xian）氯儲(chǔ)備電池、鋰五氧化二釩儲(chǔ)備電池等）；

2、電池分類5熱電池系列：鎂熱電池系列、鈣熱電池系列、鋁合金熱電池系列等；6一次激活電池系列：鋅銀一次激活電池、鎂氯化銀電池、鎂氯化亞銅電池、鋁氧化銀電池等；7燃料電池系列：堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池（SOFC）、質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC，其中包括氫氧、氫空氣、甲醇直接氧化和再生式燃料電池）等常見電池體系類型體系負(fù)極正極電解液電壓一次電池鋅錳干電池ZnMnO2NH4Cl/ZnCl21.5堿性鋅錳ZnMnO2KOH1.5銀鋅ZnAg0/Ag02KOH1.72鋰金屬LiMnO2/SOCl2有機(jī)或無機(jī)非水類3.0/3.6鋅空

3、氣Zn空氣KOH1.65常見電池體系類型體系負(fù)極正極電解液電壓二次電池鉛酸PbPbO2H2SO42鎳鎘CdNiOOHKOH(NaOH)1.2鎳氫H2NiOOHKOH(NaOH)1.2鋰離子二次石墨LiCo/LiMO2/LiFePO4有機(jī)類3.7/3.7/3.2溫度特性溫度特性 溫度過高或者過低，都可能導(dǎo)致電池?zé)o法正常工作工作溫度 ： 充電：045 放電：-2060 儲(chǔ)存溫度：儲(chǔ)存一個(gè)月： -2045 儲(chǔ)存三個(gè)月： -2035 儲(chǔ)存一年以下： 025 有保護(hù)板的電池，每半年需進(jìn)行一次完整的充放電。將電量放到60%電量進(jìn)行儲(chǔ)存。鎳鎘l鎳氫電池 是由貯氫合金負(fù)極，鎳正極，氫氧化鉀電解液以及隔膜等組成

4、的可充電電池，它與鎳鎘電池的本質(zhì)區(qū)別只是在于負(fù)極材料的不同。因此它可以直接用在使用鎳鎘電池的器件上。l鎳氫電池具有記憶效應(yīng)。l鎳氫電池表示符號(hào)：Ni-MH l鎳鎘電池表示符號(hào)：Ni-Cd 鎳鎘l鎳氫電池的優(yōu)點(diǎn)：與NiCd電池相比，NiMH電池具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：能量密度高，同尺寸電池，容量是NiCd電池的1.52倍：無鎘污染，所以NiMH電池又被稱為綠色電池：可大電流快速充放電； 電池工作電壓也為1.2 V，與NiCd電池有互換性。鎳鎘鎳鎘鎳鎘鎳鎘鎳鎘l充電方法： 電池的充電過程通?？煞譃殡姵氐某潆娺^程通常可分為預(yù)充電預(yù)充電、快速充電快速充電、補(bǔ)足充電補(bǔ)足充電、涓流充電涓流充電四個(gè)階段。四個(gè)階段

5、。 預(yù)充電預(yù)充電：對長期不用的或新電池充電時(shí)，一開始就采用快速充電，會(huì)影響電池的壽命。因此，這種電池應(yīng)先用小電流充電，使其滿足一定的充電條件，這個(gè)階段稱為預(yù)充電。鎳鎘快速充電快速充電：就是用大電流充電，迅速恢復(fù)電池電能?？焖俪潆娝俾室话阍?C以上，快速充時(shí)間由電池容量和充電速率決定。補(bǔ)足充電補(bǔ)足充電：采用某些快速充電止法時(shí)，快速充電終止后，電池并未充足電。為了保證充入100%的電量，還應(yīng)加入補(bǔ)足充電過程。補(bǔ)足充電速率一般不超過0.3C。鎳鎘涓流充電涓流充電：也稱為維護(hù)充電。根據(jù)電池的自放電特性，涓流充電速率一般都很低。只要電池接在充電器上并且充電器接通電源，在維護(hù)充電狀態(tài)下，充電器將以某一充電

6、速率給電池補(bǔ)充電荷，這樣可使電池總處于充足電狀態(tài)。l鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)：鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)：l1、高能量密度高能量密度： 100 Wh/Kg以上，為鎳鎘電池的三倍，以上，為鎳鎘電池的三倍，鎳氫電池的兩倍；鎳氫電池的兩倍；l2、電壓平臺(tái)高電壓平臺(tái)高：3.6 V，鎳基電池為，鎳基電池為1.2 V；l3、低溫下工作優(yōu)低溫下工作優(yōu)：在：在-2060的溫度范圍內(nèi)工作，低的溫度范圍內(nèi)工作，低溫下的工作優(yōu)于其它電池溫下的工作優(yōu)于其它電池 ；l4、低維護(hù)性低維護(hù)性：沒有記憶效應(yīng)，無需定期放電，最理想：沒有記憶效應(yīng)，無需定期放電，最理想的保存方式，就是在的保存方式，就是在40%充電后冷藏保存，可以保存達(dá)充電后冷藏保

7、存，可以保存達(dá)十年之久十年之久 ；l5、低自放電率低自放電率：約：約6/月；月；l6、長循環(huán)壽命長循環(huán)壽命(500次，次，100DOD)；l7、環(huán)保環(huán)保：無重金屬，無污染。：無重金屬，無污染。l1、安全性能問題安全性能問題：需復(fù)雜的保護(hù)線路；：需復(fù)雜的保護(hù)線路；l2、放電倍率低放電倍率低：1 C 2 C；l3、易于老化易于老化：存儲(chǔ)的鋰離子電池照樣會(huì)：存儲(chǔ)的鋰離子電池照樣會(huì)容量衰竭；容量衰竭；l4、價(jià)格昂貴價(jià)格昂貴。鋰離子電池的種類鋰離子電池的種類l根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰根據(jù)鋰離子電池所用電解質(zhì)材料不同，鋰離子電池可以分為離子電池可以分為l1、液態(tài)鋰離子電池、液態(tài)鋰離子電池(li

8、thium ion battery, 簡稱為簡稱為LIB)l2、聚合物鋰離子電池、聚合物鋰離子電池(polymer lithium ion battery, 簡稱為簡稱為LIP)鋰離子電池的種類鋰離子電池的種類l相同點(diǎn)相同點(diǎn)：液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池：液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，所用的正負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子都是相同的，電池的工作原理也基本一致。一般正極使用電池的工作原理也基本一致。一般正極使用LiCoO2（鈷酸鋰鈷酸鋰 ），負(fù)極使用各種碳材料如，負(fù)極使用各種碳材料如石墨，同時(shí)使用鋁、銅做集流體。石墨，同時(shí)使用鋁、銅做集流體。l區(qū)別區(qū)別：主要區(qū)

9、別在于：主要區(qū)別在于電解質(zhì)電解質(zhì)的不同的不同, 鋰離子電池鋰離子電池使用的是使用的是液體電解質(zhì)液體電解質(zhì), 而聚合物鋰離子電池則以而聚合物鋰離子電池則以聚合物電解質(zhì)聚合物電解質(zhì)來代替來代替, 這種聚合物可以是這種聚合物可以是“干態(tài)干態(tài)”的的,也可以是也可以是“膠態(tài)膠態(tài)”的的,目前大部分采用目前大部分采用聚合物聚合物膠體電解質(zhì)膠體電解質(zhì)。鋰離子電池的種類鋰離子電池的種類按按形狀形狀分類：圓柱形、方形和扣式分類：圓柱形、方形和扣式(或錢幣或錢幣形形)；按按正極材料正極材料分類：氧化鈷鋰型、氧化鎳鋰分類：氧化鈷鋰型、氧化鎳鋰型和氧化錳鋰型型和氧化錳鋰型鋰離子電池的特性鋰離子電池的特性不同倍率放電曲線

10、不同倍率放電曲線 鋰離子電池的特性鋰離子電池的特性不同溫度放電容量不同溫度放電容量 鋰離子電池的特性鋰離子電池的特性不同倍率充電曲線不同倍率充電曲線 項(xiàng)目鈷酸鋰(LiCoO2) 鋰鎳鈷錳三元(LiNiCoMnO2) 錳酸鋰(LiMn2O4) 磷酸鐵鋰(LiFePO4) 振實(shí)密度（g/cm3）2.83.0 2.02.3 2.22.4 1.01.4 比表面積（m2/g）0.40.6 0.20.4 0.40.8 1220 克容量(mAh/g) 135140 140180 90100 130140 電壓平臺(tái)(V) 3.7 3.5 3.8 3.2 循環(huán)性能500次500次300次2000次過渡金屬貧乏貧

11、乏豐富非常豐富原料成本很高高低廉低廉環(huán)保含鈷含鎳、鈷無毒無毒安全性能差較好良好優(yōu)秀適用領(lǐng)域中小電池小電池/小型動(dòng)力電池動(dòng)力電池、低成本電池動(dòng)力電池/超大容量電源項(xiàng)目鎳鎘電池鎳氫電池鉛酸電池鋰離子電池聚合物鋰離子電池能量密度(Wh/kg) (Wh/kg) 4580 60120 3050 110160 160 循環(huán)壽命1500 300500 200300 500 500 自放電（/ /月）20% 30% 5% 10% 10% 單體電壓(V) (V) 1.25 1.25 2 3.6 3.6 負(fù)載電流( (最佳值) ) 1C 0.5C或更低0.2C 1C或更低1C或更低工作溫度（）-4060 -206

12、0 -4060 -2060 -2060 維護(hù)要求3060天6090天36月不需（有保護(hù)板半年或1年一次）環(huán)境影響含有毒金屬輕微毒性環(huán)境污染環(huán)境友好環(huán)境友好記憶效應(yīng)有輕微無無無耐濫用性高高低低中等電池主要檢測項(xiàng)目 放電性能、荷電保持能力、循環(huán)壽命、環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn) 高度模擬試驗(yàn)、靜電放電（ESD）試驗(yàn)、安全性能試驗(yàn) 電池安全要求（如重物沖擊、熱沖擊、過充電、過放電、大電流放電、短路、擠壓、強(qiáng)制放電） 電池主要檢測項(xiàng)目 放電性能、荷電保持能力、循環(huán)壽命、環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn) 高度模擬試驗(yàn)、靜電放電（ESD）試驗(yàn)、安全性能試驗(yàn) 電池安全要求（如重物沖擊、熱沖擊、過充電、過放電、大電流放電、短路、擠壓、強(qiáng)制放電） IEC/ EN 62133（便攜式密封二次電芯與電池）UN 38.3（關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書-鋰電池部分）IEC/ EN 60950（信息技術(shù)類產(chǎn)品）GB/T 18287（移動(dòng)電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范）IEC/ EN 60086（一次電池）IEEE 1725（手機(jī)的可充電電池）IEC/ EN 61056-1&-2（通用閥控鉛酸蓄電池）IEEE 1625（便攜式電腦的可充電電池）IEC/ EN 60896-21&-22（固定式閥控鉛酸蓄電池）UL 1642（鋰電池）IE