鋰離子電池的基礎(chǔ)知識介紹

1、鋰離子電池基礎(chǔ)知識介紹Department : R&DPrepared by : Stony WangDate: Jun. 7th 20142022/9/20鋰離子電池基礎(chǔ)知識介紹基本工作原理正負極材料理論克容量的基本計算常見的正負極材料電解液隔離膜3C電池的相關(guān)要求面臨的一些挑戰(zhàn)致謝綱要2022/9/20基本原理之氧化還原反應(yīng)定義氧化還原反應(yīng)涉及到氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個方面，同時伴隨著電子的轉(zhuǎn)移如：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4氧化反應(yīng)失電子還原反應(yīng)得電子半反應(yīng)，任何氧化還原反應(yīng)都存在兩個半反應(yīng).氧化反應(yīng)失電子如: 2H2 -4e = 4H+ 還原反應(yīng)得電子如: O2 + 4H+ + 4

2、e-= 2H2O 氧化還原反應(yīng)必須同時存在，不能單獨存在。2022/9/20化學(xué)反應(yīng)=化學(xué)電池-受控化學(xué)反應(yīng) 第一步: 2H2 = 4H+ + 4e第二步: O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 電荷為什么會移動?化學(xué)勢差 水會自動從高處往 低處流化學(xué)電池的工作原理2022/9/20主要素有: 正極、負極、電解液 隔離膜、引線、外包裝 電池的能量 電池能量=化學(xué)勢差*電量 化學(xué)勢差-決定于正負極材料的化學(xué)勢 電量-決定于正負極能移動電子總量化學(xué)電池之能量與要素2022/9/20電池能量=化學(xué)勢差*電量1990年,Sony公司推出鋰離子電池的選擇和誕生2022/9/20“Rocking ch

3、air battery”鋰離子電池的工作原理2022/9/20正負極材料理論克容量的基本計算幾個重要的物理化學(xué)常數(shù) NA=6.022*1023個e/mol e=1.60217610-19 C F=NA*e=6.022*1023*1.60217610-19=96500C/mol推演過程 1mAh=1*10-3A*3600S=3.6C 1mol 電子電量是多少mAh? 96500C/mol/3.6C=26.8mAh 正負材料分子量為M（g/mol)，由此可知該材料1mol 能轉(zhuǎn)移多少電子。 計算公為：26800/M= ？mAh/g LiCoO2? LiFePO4 ?LiMn2O4 ?Li4Ti5O

4、12 ?Li Ni Co MnO2?2022/9/20鋰離子電池、鎳氫和鎳隔電池的比較2022/9/20常用正極材料2022/9/20其它正極材料2022/9/20鈷酸鋰材料的充放電曲線2022/9/20REC主要陰極材料2022/9/20負極材料鋰離子電池負極材料2022/9/20商品化的碳負極2022/9/20碳負極表面的SEI2022/9/20負極石墨的充放電曲線2022/9/20電解液2022/9/20添加劑2022/9/20隔離膜 作用 防止陰陽極接觸，造成短路 關(guān)心的參數(shù) 強度 孔隙率、電解液的浸潤性等 常用隔離膜的形貌三層膜單層膜2022/9/203C電池的相關(guān)要求 GB18287-2000 IEC62133 JIS C 8714 UL UN38.3 IEEE-1725 詳細要求請參見相關(guān)標準2022/9/20面臨的一些挑戰(zhàn) 安全問題 過充的安全 內(nèi)部短路的控制 電池?zé)岱€(wěn)定性 能量