電池基礎知識(BYD培訓教材)-第三部分

第三部分鋰離子電池基本知識鋰離子電池結(jié)構(gòu)鋰離子聚合物電池方形鋰離子電池三種鋰電池結(jié)構(gòu)比較

軟包裝鋰離子電池硬包裝鋰離子電池鋰聚合物電池外

殼鋁塑復合膜外殼鋁殼或鋼殼方型和鋼殼圓柱型鋁塑復合膜外殼電

芯卷繞式電芯卷繞式電芯疊片式或卷繞式電芯電解質(zhì)含鋰鹽的液態(tài)電解質(zhì)含鋰鹽的液態(tài)電解質(zhì)含鋰鹽的凝膠態(tài)電解質(zhì)特

點輕巧，電池尺寸可根據(jù)實際應用需要靈活改變，厚度可薄至1.0mm以下，長度可達到100mm以上電池較重；在制造薄型大面積電池方面受到限制輕巧，電池尺寸可根據(jù)實際應用需要靈活改變，厚度可薄至1.0mm以下，長度可達到100mm以上性能比較

軟包裝鋰離子電池硬包裝鋰離子電池鋰聚合物電池體積能量密度優(yōu)良差重量能量密度優(yōu)良良大電流放電性能優(yōu)優(yōu)良低溫放電性能優(yōu)優(yōu)差安全性能良差優(yōu)注：優(yōu)、良、差的比較是相對該三種電池而言，不涉及其它種類電池鋰離子電池的特點鋰離子蓄電池的一般特性：

1、體積及質(zhì)量的能量密度高；其能量密度大于300Wh/L，比能量達110～120Wh/kg，分別是Ni/Cd、Ni/MeH電池的2．5和1．5倍2、壽命長（大于1200次充、放電），3、單電池的輸出電壓高，為4.2V；3、自放電率小，可實現(xiàn)快速充放電，也可做成大容量的電池組。4、在60℃左右的高溫下也可以使用；5、無記憶效應6、不含有毒物質(zhì)等。鋰離子電池的性能鋰離子電池與其它二次電池性能比較性能階段Li-IonNi/CdNi/MH電池能量密度現(xiàn)在240～260134～155190～197(Wh/L)將來400240280比能量(Wh/kg)現(xiàn)在100～11449～6059～70將來1507080平均電壓（V）

3.61.21.2電壓范圍（V）

4.2～3.51.4～1.01.4～1.0使用壽命現(xiàn)在500～1200500500（次）將來150010001000優(yōu)點

高電壓，高比能，自放電小，污染小高功率，快充，成本低高功率，高比能，污染小缺點

成本高記憶效應，Cd污染成本高，自放電大鋰離子電池的市場1全世界鋰離子電池應用分析(單位：百萬顆)應用別1997199819992000200120022003所占比例(%)筆記型計算機74.8105.9155.1191.8241.4296.1367.447.7數(shù)字調(diào)制解調(diào)器0.91.82.85.28.81116.92.2行動電話93.7124.4167.9143.1188.9238285.637.1攝錄像機1822.327.235.444.253.655.17.2數(shù)字式相機0.71.61.72.93.54.250.7迷你光驅(qū)3.65.78.613.417.32227.43.6掌上型終端機3.34.867.78.611.212.51.6合計195266.5369.3399.5512.7636.1769.9100鋰離子電池的市場2全世界小型二次電池長期需求量年代1997199819992000200120032005鎳鎘電池(億顆)1098.27.67.26.86.6鎳氫電池(億顆)6.16.46.56.56.66.66.7鋰離子電池(億顆)1.92.63.745.17.79.7鋰離子電池占有率(%)11152022273642BYD的電池的市場Li-ionNi-CdNi-MH2002SANYOSONYBYDPANASONICSAMSUNGGSTOSHIBA2002SANYOPANASONICBYDGPIYUASASAFT2002BYDSANYOPANASONICSAFTGPI2001SANYOSONYPANASONICBYDGSTOSHIBASAMSUNG2001SANYOPANASONICBYDMAXELLGPIYUASASAFT2001SANYOBYDPANASONICSAFTGPI全球鋰離子電池生產(chǎn)廠商及客戶：原理1：鋰離子二次電池的正負極都是插入化合物，以LiyMnYm表示負極材料，LizAvBw表示正極材料，則反應式可表示為：

負極：LiyMnYm+xLi++xe-=Lix+yMnYm

正極：LizAvBw=Liz-xAvBw+xLi++xe-

總反應：LiyMnYm+LizAvBw=Lix+yMnYm+Liz-xAvBw原理2鋰離子二次電池反應的實質(zhì)為一個Li+濃差電池：充電時，Li+從正極化合物中脫出并嵌入負極晶格，正極處于貧鋰態(tài)；放電時，Li+從負極脫出并插入正極，正極為富鋰態(tài)。為保持電荷的平衡，充、放電過程中應有相同數(shù)量的電子經(jīng)外電路傳遞，與Li+一起在正負極間遷移、使正負極發(fā)生氧化還原反應，保持一定的電位。工作電位與構(gòu)成電極的插入化合物的化學性質(zhì)、Li+的濃度有關(guān)。這種充、放電過程似一把搖椅，故鋰離子二次電池又稱搖椅電池（RockingChairBatteries,簡稱為RCB）。原理3

鋰離子電池的電化學反應原理及特性：充