專業(yè)培訓(xùn)教程鋰離子電池基礎(chǔ)知識

1、專業(yè)培訓(xùn)教程鋰離子電池基礎(chǔ)知識培訓(xùn)教程鋰離子電池基礎(chǔ)知識主講：廖福寧時(shí)間：地點(diǎn)：豹王培訓(xùn)中心2: 教程大綱電池分類（10)鋰離子電池之電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理 (20)鋰離子電池之應(yīng)用領(lǐng)域（5)鋰離子電池之結(jié)構(gòu)(20)液態(tài)鋰離子電池之工藝流程(30)液態(tài)鋰離子電池之生產(chǎn)設(shè)備(15)鋰離子電池之性能指標(biāo) (20)鋰離子電池質(zhì)量認(rèn)證（10)3: 電池種類劃分一次電池小型二次電池：鎳鎘、鎳氫、鋰離子鉛酸電池動力電池燃料電池太陽能電池-地面光伏發(fā)電其他新型電池資料來源：D:培訓(xùn)教程電池種類4: 什么叫鋰離子電池？ 鋰離子電池是指 嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物2、2 或2 負(fù)極采用鋰-碳層間化

2、合物6。電解質(zhì)為溶解有鋰鹽6 、 6等有機(jī)溶液。在充放電過程中， 在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。 充電池時(shí)，從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)。 放電時(shí)則相反。5: 鋰離子電池電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理正極反應(yīng)：2 12 + + 負(fù)極反應(yīng)：C + + 電池總反應(yīng)：2 + C 12 + 放電時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)的逆反應(yīng)。6: 鋰離子電池特點(diǎn)高能量密度高工作電壓 長循環(huán)壽命電化學(xué)特性穩(wěn)定荷電保持能力強(qiáng)無污染無記憶效應(yīng)7: 應(yīng)用領(lǐng)域Li-ion Battery8: 鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極 活性物質(zhì)（2212) 導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體 負(fù)極 活性物質(zhì)（石墨、) 粘合劑、溶劑、基體

3、 隔膜（）電解液（6 + )外殼五金件（鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片）9: 方（角）形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖10: 圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖密封圈限流開關(guān)隔膜絕緣墊11: 軟包裝鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖12: 鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極正極基體：鋁箔（約0.020厚)正極物質(zhì)：鈷酸鋰+碳黑正極集流體：鋁帶（約0.1厚）13: 鋰離子電池結(jié)構(gòu)負(fù)極負(fù)極基體：銅箔（約0.015厚)負(fù)極物質(zhì)：石墨負(fù)極集流體：鎳帶（約0.07厚）14: 鋰離子電池結(jié)構(gòu)隔膜材質(zhì)：單層（聚乙烯）或者 三層復(fù)合（聚丙烯） 厚度：單層一般為0.0160.020 三層一般為0.0200.02515: 鋰離子電池結(jié)構(gòu)電解液性質(zhì)： 無色透明液體，具有較強(qiáng)吸濕性

4、。應(yīng)用： 主要用于可充電鋰離子電池的電解液，只能在干燥環(huán)境下使用操作（如環(huán)境水分小于20的手套箱內(nèi)）。規(guī)格： 溶劑組成 =1:1:1 （重量比） 6濃度 1質(zhì)量指標(biāo)： 密度（25）3 1.230.03 水分（卡爾費(fèi)休法） 20 游離酸（以計(jì)） 50 電導(dǎo)率（25） 10.40.5 16: 液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程配料卷繞注液檢測包裝拉漿制片化成激光焊裁片17: 配料工藝流程正極干粉處理正極篩漿料正極混干粉正極真空攪拌負(fù)極干粉處理負(fù)極真空攪拌負(fù)極篩粉負(fù)極攪拌負(fù)極篩漿料正極拉漿負(fù)極拉漿正極負(fù)極18: 拉漿工藝流程送 帶上 漿正、負(fù)極漿料正、負(fù)極裁片烘烤收 帶19: 裁片工藝流程正極裁大片正極劃線

5、刮粉正極片輥切負(fù)極裁大片負(fù)極稱重分檔負(fù)極劃線刮粉負(fù)極片輥切正極稱重分檔負(fù)極吸塵正極制片負(fù)極制片20: 制片工藝流程正極真空烘烤正極吸塵正極片輥壓負(fù)極真空烘烤負(fù)極吸塵負(fù)極片輥壓負(fù)極貼膠紙正極焊極耳負(fù)極焊極耳卷繞卷繞正極貼膠紙正極吸塵負(fù)極沖壓極耳21: 卷繞工藝流程卷繞貼底部膠紙壓芯入殼正、負(fù)極片配片隔膜隔膜裁剪測短路套絕緣片并固定負(fù)、正極極耳點(diǎn)焊離心入殼測短路壓蓋帽激光焊底部超聲焊鋁鎳復(fù)合帶22: 激光焊工藝流程上夾具稱重分級激光焊接注液全檢內(nèi)阻全檢氣密性23: 注液工藝流程真空烘烤稱重注液化成貼膠紙?zhí)啄z圈擦洗24: 化成工藝流程高溫烘烤分容化成測電壓、貼不干膠，半成品入庫清洗壓鋼珠高溫貯存自檢

6、電壓鋁鎳復(fù)合片點(diǎn)焊25: 檢測包裝工藝流程充電反充電放電客戶裝盒、包裝全檢電壓清洗全檢內(nèi)阻全檢尺寸26: 液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)所用設(shè)備真空攪拌機(jī)拉漿機(jī)（涂布機(jī)）裁切機(jī)輥壓機(jī)卷繞機(jī)激光焊機(jī)真空注液機(jī)化成檢測柜27: 液態(tài)鋰離子電池性能常規(guī)性能： 容量 電壓 內(nèi)阻可靠性性能： 循環(huán)壽命 放電平臺 自放電 貯存性能 高低溫性能安全性能 過充 短路 針刺 跌落 濕水 低壓 振動28: 容量電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號C表示。常用的單位為安培小時(shí)，簡稱安時(shí)（）或毫安時(shí)（）。電池的容量可以分為理論容量、額定容量、實(shí)際容量。理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計(jì)算而得的最高理論值

7、。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為（)或(3)。實(shí)際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時(shí)間的乘積，單位為，其值小于理論容量。額定容量也叫保證容量，是按國家或有關(guān)部門頒布的標(biāo)準(zhǔn)，保證電池在一定的放電條件下應(yīng)該放出的最低限度的容量。29: 電壓 開路電壓 電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池的正極的還原電極電勢與負(fù)極電極電勢之差。 工作電壓 工作電壓指電池接通負(fù)載后在放電過程中顯示的電壓，又稱放電電壓。在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。 電池在接通負(fù)載后，由于歐姆電阻和極化過電位的存在

8、，電池的工作電壓低于開路電壓。30: 內(nèi)阻電流通過電池內(nèi)部時(shí)受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過程中隨時(shí)間不斷變化，因?yàn)榛钚晕镔|(zhì)的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學(xué)極化與濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電池放電時(shí)的端電壓低于電池電動勢和開路電壓，充電時(shí)端電壓高于電動勢和開路電壓。歐姆電阻遵守歐姆定律；極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度的對數(shù)增大而線性增大。 31: 循環(huán)壽命電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進(jìn)行，直到容量衰減為初始容量的75%，此時(shí)循環(huán)次數(shù)即為該電池之循環(huán)壽命循環(huán)壽命與

9、電池充放電條件有關(guān)鋰離子電池室溫下1C充放電循環(huán)壽命可達(dá)300-500次（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），最高可達(dá)800-1000次。32: 放電平臺鋰離子電池完全充電后，放電至3.6V時(shí)的容量記為C1，放電至3.0V時(shí)的容量記為C0，C10稱為該電池之放電平臺行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1C放電平臺為70%以上，我們現(xiàn)在可以作到8385%放電平臺對手機(jī)電池使用效果影響最大，關(guān)系到手機(jī)通話的聲音清晰度33: 自放電電池完全充電后，放置一個(gè)月。然后用1C放電至3.0V，其容量記為C2；電池初始容量記為C0；120即為該電池之月自放電率行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池月自放電率小于12%，我們可以做到68%電池自放電與電池的放置性能有關(guān)，其大小和電池

10、內(nèi)阻結(jié)構(gòu)和材料性能有關(guān)34: 記憶效應(yīng)記憶效應(yīng)是針對鎳鎘電池而言的，由于傳統(tǒng)工藝中負(fù)極為燒結(jié)式，鎘晶粒較粗，如果鎳鎘電池在它們被完全放電之前就重新充電，鎘晶粒容易聚集成塊而使電池放電時(shí)形成次級放電平臺。電池會儲存這一放電平臺并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點(diǎn)，盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺上。在以后的放電過程中電池將只記得這一低容量。同樣在每一次使用中，任何一次不完全的放電都將加深這一效應(yīng)，使電池的容量變得更低。 要消除這種效應(yīng)，有兩種方法，一是采用小電流深度放電（如用0.1C放至0V）一是采用大電流充放電（如1C）幾次。鎳氫電池和鋰離子電池均無記憶效應(yīng)35: 鋰離子電池質(zhì)量認(rèn)證36: 總結(jié)電池是個(gè)比較復(fù)雜的