鋰電池基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)材料

鋰電池基礎(chǔ)知識(shí)鴻基偉業(yè)新能源有限公司制造部一、什么是電池？

電池：是一種能量轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存的裝置，它通過(guò)反應(yīng)將化學(xué)能或物理能轉(zhuǎn)化為電能。1、電池種類劃分一次電池：堿性電池、鋅錳電池、一次鋰錳電池小型二次電池：鎳鎘、鎳氫、鋰離子鉛酸電池動(dòng)力電池燃料電池太陽(yáng)能電池其他新型電池2、應(yīng)用領(lǐng)域Li-ionBattery電動(dòng)摩托車電動(dòng)自行車電動(dòng)汽車（BEV）3、聚鋰電池的發(fā)展20世紀(jì)70年代末研發(fā)成功鋰蓄電池80年代中后期1990年P(guān)EO基的聚合物鋰二次電池研發(fā)成功日本索尼(Sony)以碳材為負(fù)極，以鈷酸鋰材料為正極的二次鋰離子電池---鋰離子電池元年1999年，日本Sony化學(xué)反應(yīng)式（以LiCoO2/C為例）：4、1鋰離子電池工作原理4、2鋰離子電池工作原理圖5、聚鋰電池特點(diǎn)高能量密度高工作電壓長(zhǎng)循環(huán)壽命電化學(xué)特性穩(wěn)定荷電保持能力強(qiáng)無(wú)污染無(wú)記憶效應(yīng)

各種二次電池性能比較(一)電池類型酸性電池鎳鎘電池鎳氫電池液態(tài)鋰電池聚合物鋰電池安全好好好一般好工作電壓(V)21.21.23.73.7重量能量比(Wh/kg)354150-80120-180160-200體積能量比(Wh/l)80120100-200300-360300～400各種二次電池性能比較(二)電池類型酸性電池鎳鎘電池鎳氫電池液態(tài)鋰電池聚合物鋰電池循環(huán)壽命300300500>500>500工作溫度(℃)-20~60-20~60-20~60-20~60-20~60自放電<10<10<30<5<5記憶效應(yīng)無(wú)有無(wú)無(wú)無(wú)毒性有毒有毒輕毒輕毒無(wú)毒形狀固定固定固定固定任意二、鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極活性物質(zhì)（LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-xO2)

導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體負(fù)極活性物質(zhì)（石墨、MCMB)

粘合劑、溶劑、基體隔膜（PP+PE）電解液（LiPF6+DMCECEMC)外殼（鋁塑復(fù)合膜）包裝材料（環(huán)氧板）保護(hù)板（PCM）1、鋰離子電池結(jié)構(gòu)——正極正極基體：鋁箔（約0.018mm厚)正極物質(zhì)：錳酸鋰+電導(dǎo)劑+PVDF正極集流體：鋁帶（約0.1mm厚）2、鋰離子電池結(jié)構(gòu)——負(fù)極負(fù)極基體：銅箔（約0.009mm厚)負(fù)極物質(zhì)：石墨+純水+SBR+SP+正丁醇負(fù)極集流體：鎳帶（約0.07mm厚）3、鋰離子電池結(jié)構(gòu)——隔膜材質(zhì)：?jiǎn)螌覲E（聚乙烯）或者

三層復(fù)合PP（聚丙烯）

+PE+PP厚度：?jiǎn)螌右话銥?.016～0.020mm

三層一般為0.020～0.025mm4、鋰離子電池結(jié)構(gòu)——電解液性質(zhì)：

無(wú)色透明液體，具有較強(qiáng)吸濕性。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20ppm的手套箱內(nèi)）。規(guī)格：

溶劑組成DMC:EMC:EC=1:1:1（重量比）

LiPF6濃度1mol/l質(zhì)量指標(biāo)：

密度（25℃）g/cm31.23±0.03

水分（卡爾費(fèi)休法）≤20ppm

游離酸（以HF計(jì)）≤50ppm

電導(dǎo)率（25℃）10.4±0.5ms／cm５.聚合物鋰離子電池——電芯結(jié)構(gòu)三、聚鋰電池性能常規(guī)性能：容量電壓內(nèi)阻可靠性性能：循環(huán)壽命放電平臺(tái)自放電貯存性能高低溫性能安全性能過(guò)充短路針刺跌落濕水低壓振動(dòng)1、聚合物鋰離子電池的性能電性能

開(kāi)路電壓（無(wú)負(fù)載狀態(tài)下的電壓）電壓工作電壓3.0V～4.2V

終止電壓放電電流容量及其影響因素放電溫度貯存時(shí)間

比能量（重量比能量GED（Wh/Kg）；體積比能量VED（Wh/L））內(nèi)阻(毫歐級(jí)mΩ)循環(huán)壽命反復(fù)充放電次數(shù)可達(dá)500—1000次

不同電流放電曲線溫度下放電曲線循環(huán)壽命曲線2、安全性能過(guò)放電常溫條件下以一定電流放電到0V過(guò)充電常溫條件下以3C電流充電到５V或10V短路外接≤50mΩ的電線短路10min加熱130℃±2℃恒溫箱保持30min

擠壓垂直施壓至原始尺寸的85%、50%針刺?3~?8的鋼針以10~40mm/s的速度

經(jīng)過(guò)以上檢測(cè)，電池應(yīng)該不爆炸、不起火。3、其它性能耐振動(dòng)性能線性掃頻振動(dòng)試驗(yàn)條件：放電電流、振動(dòng)方向、振動(dòng)頻率、最大加速度、掃頻循環(huán)、振動(dòng)時(shí)間等電池的一致性4、聚合物鋰離子電池&液態(tài)鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比項(xiàng)目聚合物鋰離子電池液態(tài)鋰離子電池包裝材料鋁塑復(fù)合膜鋼殼或鋁殼電解質(zhì)固態(tài)或凝膠態(tài)液態(tài)安全性能安全性能良好使用不當(dāng)易爆炸適用范圍重量比容量材料成本自動(dòng)化程度可以制作3mm以下厚度以及大容量動(dòng)力電池用電芯較高略高較低厚度不能低于3mm，從安全角度考慮，不適合制作大容量電芯較低較低較高附保護(hù)板介紹主要是由控制IC，MOS管，PCB底板及周邊元件組成。主要功能是防止電池由于過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流或短路而引起的電池燃燒或永久性損壞。主要分為單節(jié)、雙節(jié)和多節(jié)保護(hù)板。廣義的保護(hù)板還包括鋰電池的電量指示板、充電均衡板等智能管理部分。四、鋰離子電池命名圓柱型鋰離子電池命名以18650S為例，圓柱型鋰離子電池電池尺寸：直徑18mm高度65.0mm方型聚鋰電池命名以603048A為例，方型鋰離子電池電池尺寸：長(zhǎng)48.0mm寬30.0mm厚6.0mm

厚度寬度長(zhǎng)度13011585H相關(guān)名詞解釋電池——cell直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的基本單元裝置，包括電極、隔膜、電解質(zhì)、外殼和極端等，并被設(shè)計(jì)成可充電。電池組——battery由一個(gè)或多個(gè)蓄電池及附件組合而成的組合體，并可以直接作為電源使用。一般均含有保護(hù)板、外殼等輔件。額定容量——ratedcapacity指電池在環(huán)境溫度為23℃2℃條件下，以h率放電至終止電壓時(shí)所應(yīng)提供的電量，用C表示，單位為Ah（安培小時(shí)）或mAh（毫安小時(shí)）。充電限制電壓——limitedchargevoltage按生產(chǎn)廠規(guī)定，電池或電池組由恒流充電轉(zhuǎn)入恒壓充電時(shí)的電壓值。對(duì)于單節(jié)電芯，充電限制電壓一般為4.2V；n節(jié)串連使用，則為n*4.2(V)。標(biāo)稱電壓——nominalvoltage用以表示電池或電池組電壓的適宜的近似值。對(duì)于單節(jié)電池，標(biāo)稱電壓一般為3.7V（或3.6V）；n節(jié)串連使用，則為n*3.7(V)。終止電壓——cut-offvoltage規(guī)定放電終止時(shí)電池或電池組的負(fù)載電壓，其值由制造商規(guī)定。對(duì)于單節(jié)電池，終止電壓一般為2.75V（或3.0V）；n節(jié)串連使用，則為n*2.75(V)。五、我們公司產(chǎn)品介紹1.HJC9068130(3.7V/5Ah)2.HJB90681302P7S(25V/10Ah)3.HJB90681302P10S(37V/10Ah)4.HJB90681302P13S(48V/10Ah)單體電芯電池組HJC9068130(3.7V/5Ah)產(chǎn)品指標(biāo)

1電池型號(hào)90681302標(biāo)稱容量5Ah3額定電壓3.7V4重量約0.165Kg5充電標(biāo)準(zhǔn)充電電流5A最大充電電流10A充電上限電壓4.2V6放電標(biāo)準(zhǔn)放電電流5A最大放電電流20A放電終止電壓3.0V7工作溫度充電溫度0~45℃放電溫度-20~60℃8電池荷電保持能力（貯存一個(gè)月）≥95%9電池內(nèi)阻≤12mΩ10電池尺寸9.0±0.2*67±1*130±125V/10Ah技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品指標(biāo)

1電池型號(hào)HJB90681302P7S2標(biāo)稱容量10Ah3額定電壓25V4重量約3.3Kg5充電標(biāo)準(zhǔn)充電電流2A最大充電電流5A充電上限電壓29.4V6放電標(biāo)準(zhǔn)放電電流5A最大放電電流20A放電終止電壓21.0V7工作溫度充電溫度0~45℃放電溫度-20~60℃8電池荷電保持能力（貯存一個(gè)月）≥95%9電池內(nèi)阻電池組放電端內(nèi)阻≤100mΩ電池組充電端內(nèi)阻≤150mΩ37V/10Ah技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品指標(biāo)

1電池型號(hào)HJB90681302P10S2標(biāo)稱容量10Ah3額定電壓37V4重量約4.3Kg5充電標(biāo)準(zhǔn)充電電流2A最大充電電流5A充電上限電壓42.0V6放電標(biāo)準(zhǔn)放電電流5A最大放電電流20A放電終止電壓30.0V7工作溫度充電溫度0~45℃放電溫度-20~60℃8電池荷電保持能力（貯存一個(gè)月）≥95%9電池內(nèi)阻電池組放電端內(nèi)阻≤150mΩ電池組充電端內(nèi)阻≤200mΩ48V/10Ah技術(shù)參數(shù)產(chǎn)品指標(biāo)

1電池型號(hào)HJB90681302P13S2標(biāo)稱容量10Ah3額定電壓48V4重量約5.3Kg5充電標(biāo)準(zhǔn)充電電流2A最大充電電流5A充電上限電壓54.6V6放電標(biāo)準(zhǔn)放電電流5A最大放電電流20A放電終止電壓39.0V7工作溫度充電溫度0~45℃放電溫度-20~60℃8電池荷電保持能力（貯存一個(gè)月）≥95%9電池內(nèi)阻電池組放電端內(nèi)阻≤200mΩ電池組充電端內(nèi)阻≤250mΩ我公司產(chǎn)品使用說(shuō)明1運(yùn)輸要求：電池應(yīng)包裝成箱進(jìn)行運(yùn)輸，在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)防止劇烈振動(dòng)、沖擊或擠壓，防止日曬雨淋，可使用車、火車、輪船、飛機(jī)等交通工具進(jìn)行運(yùn)輸。2

貯存要求：電池應(yīng)貯存在環(huán)境溫度為－5℃～35℃，相對(duì)濕度不大于75％的清潔、干燥、通風(fēng)的室內(nèi)，應(yīng)避免與腐蝕性物質(zhì)接觸，應(yīng)遠(yuǎn)離火源用熱源。3為了更有效的發(fā)揮電池性能，用戶初次使用前，需用配套充電器將電池充電5小時(shí)以上。4在測(cè)試或使用過(guò)程中對(duì)電芯、電池有疑義之處，請(qǐng)及時(shí)與我方銷售人員或技術(shù)人員聯(lián)系。我方將及時(shí)予以答復(fù)。我公司產(chǎn)品使用安全規(guī)程1電池在充電時(shí)請(qǐng)使用鋰離子電池專用充電器，并正確與專用設(shè)備連接使用。2禁止拆裝、破壞電池；禁止在電池上直接焊接。3禁止讓電池短路；禁止弄濕電池，更不能將電池投入水中。4禁止加熱、焚燒電池，以及在高溫?zé)嵩锤浇蚋邷丨h(huán)境（超過(guò)80℃）使用電池。5嚴(yán)禁將電池直接接在電源插座，禁止與其它電池混用。6嚴(yán)禁使用不正常電池（有異味、變形、變色或扭曲）。7如果將電池用于其他設(shè)備，請(qǐng)先與供應(yīng)商聯(lián)系。

謝謝！附錄資料：不需要的可以自行刪除節(jié)能與新能源汽車

--純電動(dòng)汽車目錄1概述2新能源汽車現(xiàn)狀

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純電動(dòng)汽車技術(shù)原理及優(yōu)勢(shì)4純電動(dòng)汽車商業(yè)模式簡(jiǎn)介5遠(yuǎn)期展望概述基本概念以內(nèi)燃機(jī)為主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)，綜合利用各種技術(shù)降低油耗的叫節(jié)能汽車。

“新能源汽車”是指采用新型動(dòng)力系統(tǒng)，使用非石油燃料的汽車。規(guī)劃中的新能源汽車主要是指純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力汽車、燃料電池汽車。純電動(dòng)汽車是以電池為儲(chǔ)能單元，以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車輛。純電動(dòng)汽車的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)工藝相對(duì)成熟。新能源汽車現(xiàn)狀國(guó)外政策世界各國(guó)普遍將發(fā)展電動(dòng)汽車確立為節(jié)能減排的重要途徑和政府戰(zhàn)略性計(jì)劃，出臺(tái)各類發(fā)展鼓勵(lì)政策和行動(dòng)計(jì)劃。序號(hào)國(guó)家/區(qū)域鼓勵(lì)政策行動(dòng)計(jì)劃1美國(guó)《2001年美國(guó)未來(lái)能源保證法案》《美國(guó)新的綜合性能源計(jì)劃》《美國(guó)下一代電動(dòng)汽車協(xié)議》未來(lái)10年投入10億美元，至2015年普及100萬(wàn)輛插電式混合動(dòng)力汽車2歐盟歐洲汽車制造商協(xié)會(huì)《2010稅收導(dǎo)則》，除意大利和盧森堡，所有西歐國(guó)家出臺(tái)了對(duì)電動(dòng)車的減稅、免稅或補(bǔ)貼政策奧地利：25萬(wàn)輛推廣計(jì)劃丹麥：2020年，電動(dòng)汽車占新售車輛1/10西班牙：2014年普及100萬(wàn)輛3德國(guó)《國(guó)家電動(dòng)車發(fā)展計(jì)劃》，2009-2012年投入5億歐元用于純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力汽車的研發(fā)產(chǎn)業(yè)化到2020年、2030年分別普及100萬(wàn)輛和500萬(wàn)輛純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車4法國(guó)《新車置換金》《法國(guó)清潔汽車購(gòu)買(mǎi)獎(jiǎng)勵(lì)體系》2015年推廣電動(dòng)汽車10萬(wàn)輛5英國(guó)《私人購(gòu)買(mǎi)新能源汽車補(bǔ)貼細(xì)則》低碳汽車示范運(yùn)行與研發(fā)資助政策2015年推廣電動(dòng)汽車24萬(wàn)輛6日本《下一代汽車的補(bǔ)助金制度》《日本電動(dòng)汽車購(gòu)買(mǎi)補(bǔ)助手冊(cè)》到2020年普及以電動(dòng)汽車為主體的“下一代汽車”達(dá)到1350萬(wàn)輛新能源汽車現(xiàn)狀電動(dòng)汽車科技發(fā)展“十二五”專項(xiàng)規(guī)劃 形成“三橫三縱三大平臺(tái)”（三縱：混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車；三橫：電池、電機(jī)、電控;三大平臺(tái)：標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)、能源供給、集成

示范戰(zhàn)略重點(diǎn)與任務(wù)布局）

國(guó)內(nèi)政策新能源汽車已經(jīng)成為我國(guó)七大戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)之一《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012—2020）》

汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的主要戰(zhàn)略取向——純電驅(qū)動(dòng)當(dāng)前重點(diǎn)推進(jìn)——純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力汽車產(chǎn)業(yè)化推廣普及：非插電式混合動(dòng)力汽車、節(jié)能內(nèi)燃機(jī)汽車

新能源汽車現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r經(jīng)過(guò)多年的醞釀，國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車日趨成熟，有多款電動(dòng)車已取得國(guó)家公告吉利熊貓EK電動(dòng)汽車系列動(dòng)力源：鉛酸電池最高車速：80km/h北汽福田迷迪純電動(dòng)轎車動(dòng)力源：鋰電池組續(xù)航：100—150公里

東風(fēng)風(fēng)神，EJ02純電動(dòng)汽車動(dòng)力源：磷酸鐵鋰電池，電機(jī)類型：風(fēng)神采用永磁同步電機(jī)長(zhǎng)安奔奔MINI純電動(dòng)汽車動(dòng)力源：磷酸鐵鋰電池組電機(jī)類型：永磁直流無(wú)刷電機(jī)

比亞迪E6純電動(dòng)汽車動(dòng)力源：鐵電池續(xù)航：200—300公里

眾泰2008EV純電動(dòng)汽車動(dòng)力源：鋰離子電池續(xù)航：300公里純電動(dòng)汽車純電動(dòng)汽車技術(shù)原理分類和領(lǐng)域分類領(lǐng)域整車共性技術(shù)

整車和系統(tǒng)集成網(wǎng)絡(luò)通訊和控制技術(shù)強(qiáng)電安全技術(shù)電磁兼容性技術(shù)整車輕量化技術(shù)整車匹配標(biāo)定和試驗(yàn)技術(shù)系統(tǒng)標(biāo)定和優(yōu)化技術(shù)智能感應(yīng)及顯示技術(shù)故障診斷和容錯(cuò)控制技術(shù)熱管理技術(shù)純電動(dòng)汽車核心技術(shù)分類領(lǐng)域控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)電制動(dòng)技術(shù)安全技術(shù)控制軟件開(kāi)發(fā)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)診斷技術(shù)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制技術(shù)系統(tǒng)集成系統(tǒng)熱管理位置/轉(zhuǎn)速傳感器高性能絕緣材料高性能永磁材料電力電子元器件IGBT車用動(dòng)力電池系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

動(dòng)力電池及成組技術(shù)系統(tǒng)集成電池管理系統(tǒng)正負(fù)極材料鋰離子電池隔膜純電動(dòng)汽車核心技術(shù)分類領(lǐng)域電動(dòng)輔助系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)電空調(diào)電轉(zhuǎn)向電制動(dòng)電動(dòng)汽車的主要組成和核心部件“三大件”驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電動(dòng)汽車的心臟驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功用是將存儲(chǔ)在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為車輪的動(dòng)能，并能夠在汽車減速制動(dòng)時(shí)，將車輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池中。實(shí)現(xiàn)一種“再生”效應(yīng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括：電子控制器、功率轉(zhuǎn)換器、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)車輪等。常用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)：

1、直流有刷電動(dòng)機(jī)、

2、交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、

3、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)、

4、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)及永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)的控制

主要功能是根據(jù)駕駛員的操作和當(dāng)前的工況，在保證安全和動(dòng)力性要求的前提下選擇盡可能優(yōu)化的工作模式。動(dòng)力源電池管理系統(tǒng)電池組鋰離子電池鉛酸蓄電池鎳氫蓄電池鎳鎘蓄電池鈉硫蓄電池重量輕、儲(chǔ)能大、無(wú)污染、無(wú)記憶效應(yīng)、使用壽命長(zhǎng)；它是一種真正的綠色節(jié)能環(huán)保電池可靠性好、原材料易得，價(jià)格便宜；性能差，使用壽命短屬于堿性電