鋰電池培訓(xùn)資料

鋰電池培訓(xùn)資料一、電池差不多二、鋰離子電池差不多三、鋰電池的安穩(wěn)四、愛(ài)護(hù)板BMS具體功能介紹.五、鋰離子電池的儲(chǔ)藏和運(yùn)輸一、電池差不多1、電池的成長(zhǎng)簡(jiǎn)史：公元前100～公元100年電池本相1780～1791制造伽尼爾電池1800年伏特制造電池1833年發(fā)明法拉第軌則1836年制造丹尼爾電池,1859年制造鉛酸電池1868年制造干電池1899年制造Ni-Cd蓄電池

1901年制造Ni/Fe電池

1951年制造密封Ni-Cd電池

1990年制造鋰離子電池

1995年制造聚合物電解質(zhì)鋰離子電池

,G-s8q9H6](w,~5P

2、電池的要素和構(gòu)成：

◆電極

負(fù)極：平日將電池電極中電壓較低的一極稱(chēng)為負(fù)極

正極：平日將電池電極中電壓較高的一極稱(chēng)為正極5_)f4I

Q&N"I!l

◆隔閡：在電池中，防止正負(fù)極間電子導(dǎo)通，而又能讓離子經(jīng)由過(guò)程（離子傳導(dǎo)）的隔離材料，一樣為多孔薄膜材%w$I1y!^%K$Z/U2e

料

◆電解質(zhì)溶液（電液）：在電池內(nèi)正負(fù)極間供給離子傳輸感化

◆其他構(gòu)件：如外殼，極柱，密封件等.Y9O

F7f,v#h9h

3、電池的分類(lèi)

7m6|(g#[)M4t*I

一次電池（干電池）

二次電池（充電電池或蓄電池）:a.{9E8v&^

·鉛酸電池*@4m5h9h!c-A&[4r(~0W%B"F-L

·鎳－鎘電池7i2F2b;s%q%R

·鎳－氫電池*e;y4y!A$~6[$d

·鋰離子電池

·液態(tài)鋰離子電池

·聚合物態(tài)鋰離子電池8{&}'h&u'W-^%t(V!T%o

2}'e*S;l5H9j7g.t

別的還有燃料電池、太陽(yáng)能電池等等8\!Z&i#J,D/E!t

(|$q8Z$Q$a!M6d0k)f

4、常見(jiàn)可充電電池機(jī)能比較：*M5h"L#|5M;b*\

構(gòu)成

電池

能量密度

&p!h1}5e,T7M:x電池體系

負(fù)極

電解液

正極

環(huán)保機(jī)能

電壓（V）

Wh/kg

Wh/L

充電輪回

自放電率)B%Y)e9P:X(a%x

鋰離子電池

碳

LiPF6

LiMn2O4或

綠色環(huán)保

3.6

130-150350-400

≥1000

8%

LiCoO2'?"d,L%Q0h"a(_9U8{

鉛酸電池

Pb

H2SO4

PbO2

鉛污染嚴(yán)峻

2.0

30-50

50-80

300-500

20%

鎳鎘電池

Cd

KOH

NiOOH

鎘污染嚴(yán)峻

1.2

50-60

130-150

400-600

25%

鎳氫電池

儲(chǔ)氫

KOH

NiOOH

環(huán)保

1.2

60-70

190-200

≥500

10%

材料

-n7L's+]:U%S+^

R5J

二、鋰離子電池差不多

1、鋰離子電池的“前世此生”：鋰離子電池是20世紀(jì)90年代開(kāi)創(chuàng)成功的新型高能電池。

鋰離子電池的“前世”：早期負(fù)極為金屬鋰的“鋰電池”，但金屬鋰的化學(xué)活性太大年夜，

充電時(shí)產(chǎn)生的枝晶會(huì)使電池短路，今朝尚未真正解決其安穩(wěn)問(wèn)題。

x-@7鋰離子電池的“此生”：鋰離子電池名稱(chēng)開(kāi)端于日本企業(yè)，針對(duì)含金屬鋰負(fù)極的鋰二次電池

而言，1991年由索尼公司領(lǐng)先實(shí)現(xiàn)貿(mào)易化。采取可嵌鋰碳材料為負(fù)極，正極采取含鋰的

過(guò)渡金屬氧化物，應(yīng)用溶有鋰鹽非水溶劑作為電介質(zhì)。鋰離子電池的長(zhǎng)處和缺點(diǎn)：3鋰離子電池重量輕、體積小，壽命長(zhǎng)，沒(méi)有經(jīng)歷效應(yīng)，具備優(yōu)勝的溫度特點(diǎn)，同時(shí)因?yàn)闆](méi)有重金屬污染、沒(méi)有毒性物質(zhì)，是新一代環(huán)保型綠色電池。被業(yè)界稱(chēng)之為“最終電池”$^*X0]/N!}*i-L

Z%m

鋰離子

鉛酸

鎳鎘

鎳氫%W*N*Y,Z;P5j8F

重量

5

1

1

3

壽命

5

2

3

4

環(huán)保

5

2

1

5

經(jīng)歷

5

3

1

3#K8`0|'y.o

~7V,w

溫度特點(diǎn)5

2

3

34G*Y%K7d!U

1W3I7y5q1B

r!N)x:K5a6C

缺點(diǎn)：鋰離子電池價(jià)格相對(duì)昂貴，成長(zhǎng)時(shí)刻短，制造工藝的成熟性不如鉛酸，鎳鎘及鎳氫電池，但隨時(shí)刻的推,G!H

g,k(d

移，鋰離子電池的制造工藝會(huì)越來(lái)越成熟，價(jià)格也會(huì)逐步降低。

.G,q%e0D"s.G

5、液態(tài)鋰離子電池與聚合物鋰離子電池的異同：

7F0I!o5d9u7`7b

◆雷同點(diǎn)：正負(fù)極活性物質(zhì)雷同

X:K7_8r$E&W%f!d%o2f3S$\

電池工作道理雷同)m&G0l&b*[5\9l'\"G%{,l2s

單體電池工作電壓雷同

I.U/j:i,j1M.E)~

◆不合點(diǎn)：液態(tài)鋰離子電池的電解液是液態(tài)的有機(jī)電解液，聚合物鋰離子電池的電解質(zhì)是將液態(tài)的有機(jī)電解液6v/T4H7m"`;\;d3M

吸附在一種聚合物基質(zhì)上，因此被稱(chēng)為凝膠聚合物電解質(zhì)。

'i9X8Z#R+e-N,L

◆優(yōu)缺點(diǎn)比較：液態(tài)鋰離子電池的功率較聚合物鋰離子電池大年夜的多，反應(yīng)在電動(dòng)自行車(chē)內(nèi)，液態(tài)比聚合物有更#}"Z+A'E)\1L0W

強(qiáng)的爬坡才能；液態(tài)鋰離子電池的價(jià)格較聚合物鋰離子電池廉價(jià)。聚合物鋰離子電池因?yàn)椴淮嬖谟坞x的電解液4z+s-u0I*q-j

，不存在漏液的情形。4Z:c&x%X"T$H9{4_

6u$h-k*Y;z

6、液態(tài)軟包裝、凝膠聚合物和液態(tài)鋰離子電池的安穩(wěn)性：

!f)x:o8[:G'X7u3]

G

◆今朝市場(chǎng)上大年夜量顯現(xiàn)的是液態(tài)軟包裝電池，液態(tài)軟包裝電池內(nèi)部電化學(xué)體系和金屬殼包裝電池一樣。"e(Z4k,}5]9@

◆優(yōu)缺點(diǎn)比較：采取液體電解液，是以在大年夜電流放電等機(jī)能上也不錯(cuò)。因?yàn)椴扇≤洶b，包裝較易破壞，在一

些振動(dòng)頻繁的應(yīng)用范疇，如電動(dòng)自行車(chē)等，須要慎重。

e0t)G-P2Z.u

:W*v7v-v+p/[7r"M0@4k

金屬殼液態(tài)

液態(tài)軟包裝

凝膠型

電解液

液態(tài)

液態(tài)

凝膠態(tài)3B)L3_2P5y*Z*H3B

包裝

金屬

鋁塑膜

鋁塑膜&P4~8j9A;o!W8|2h(~5~

放電才能

專(zhuān)門(mén)好

專(zhuān)門(mén)好

差0A.i3P.r4l9Z%}1y/k$['J9L;u#r

+]0G'v!F(N/]

安穩(wěn)性：鋰離子電池的安穩(wěn)性須要從正極材料入手，光靠改換軟包裝無(wú)法從全然上解決。軟包裝的電池假如爆3?*n-A!~!G:W7q,\$f/t*P

炸，不存在金屬物射出物，然仍無(wú)法解決燃燒等危險(xiǎn)。從電極材料和電解液入手，才是解決鋰離子電池安穩(wěn)性2s'J0u"}"m%x

的全然門(mén)路。

/k8E.g*U2p

7、電池的一致性問(wèn)題：#d&j,A4o4x7h(?

單體電池不存在一致性問(wèn)題，一致性問(wèn)題重要集中在電池組中，阻礙電池組一致性的重要身分是電池的自放電

、內(nèi)阻、電池中電池的數(shù)量、有無(wú)均衡線(xiàn)路等。同樣容量和電壓的電池組，鋰離子電池?cái)?shù)量越少，對(duì)一致性要$O${9t:k;v4k

求越低。

8、鎳氫（Ni/MH）電池的簡(jiǎn)介：

(Y7~5N

L:u

鎳氫電池的工作電壓為1.2V，無(wú)鉛酸，鎘鎳電池的重金屬污染問(wèn)題，也屬于綠色環(huán)保型電池，但與鋰離子電池

比擬，鎳氫電池的工作電壓只有鋰離子電池的1/3，同樣一個(gè)電池鎳氫電池須要的單體電池的數(shù)量是鋰離子電4`!e2g:a"n/B;_.I&F

池的3倍，重量是鋰離子電池的2倍閣下，輪回壽命也比鋰離子電池短。別的鎳氫電池充電過(guò)程中發(fā)燒嚴(yán)峻，無(wú)3z3s0^*U3z;m3[0P2F

法經(jīng)久在高溫調(diào)劑下應(yīng)用。低溫機(jī)能不如鋰離子電池，高倍率放電機(jī)能不如鎘鎳電池和鋰離子電池，而價(jià)格與6u.R)_&b;L:o)W/Z

m

鋰離子電池相差無(wú)幾。因此鎳氫電池因此成長(zhǎng)時(shí)刻較長(zhǎng)，但其成長(zhǎng)的速度和潛力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于鋰離子電池。

9、幾種鋰離子電池正極材料的綜合比較

鈷酸鋰

錳酸鋰

磷酸鐵鋰

鎳鈷錳酸鋰/3元

耐過(guò)充

×

√

√

×

氧化性

專(zhuān)門(mén)強(qiáng)

一樣

弱

強(qiáng)

過(guò)充極限

0.5C/6V

3C/10V

3C/10V

0.5C/6V

r-],R

F$~%X'q'H8D

8^(v'M,r

g;k8r:n%r*j

安穩(wěn)性

專(zhuān)門(mén)不安穩(wěn)安穩(wěn)機(jī)能好安穩(wěn)機(jī)能好

不安穩(wěn)

4](A:K/Q%Y

安穩(wěn)容量

1Ah

10~30Ah

可達(dá)100Ah

/

大年夜功率才能

好

專(zhuān)門(mén)好

專(zhuān)門(mén)好

/6V-d:?;~-Y!N"Q*u.s

'~,Q;i"i!q&}4B

?+b

價(jià)格

昂貴

低廉

低廉

一樣"^4a#A9O2Y:G3G)Y"s

-l:E:a9j:t2x#J,}9T$\

三、鋰電池的安穩(wěn)

單體電池的安穩(wěn)測(cè)試項(xiàng)目及測(cè)試方法

測(cè)試項(xiàng)目

測(cè)試前提

測(cè)試要求

電池?cái)?shù)量

測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),a+w9q5L)G(X.P"G2b-e7P)X

撞擊平面

9.1KG重物，0.61m高度，

3個(gè)1n"y1k,|4`*d!@.W;y

側(cè)面

直徑15.8mm的鋼棒。

不起火，不爆炸

3個(gè)

UL;h%o7\;E,Y4X'n3],l

.w'y#V/F5k%K)P

擠壓平面

擠壓力13KN

不起火，不爆炸

3個(gè)

UL

側(cè)面

3個(gè)'D(U(d#R+^#D4p2H5w

高溫

150℃，10min&T9A.^$i.n%y9M6b

（溫升5℃/min)

不起火，不爆炸

5個(gè)

UL9~,|$~7S7d5n9`-d

$\6n#y"B!v)z"\-n

過(guò)充

30A,10V

不起火，不爆炸

5個(gè)

UL5X,Y3d(_'e9i&Y

短路

電阻小于100mΩ

不起火，不爆炸

5個(gè)

UL

針刺

φ5mm的鋼釘從垂直于極板的8f2z#i

T"F1f/U#]+s.K2b*P

偏向貫穿（鋼針逗留在電池中）

不起火，不爆炸

5個(gè)

企標(biāo)0b8~&R9@)?

四、愛(ài)護(hù)板BMS具體功能介紹'z!U(S6Q1z!u:G

愛(ài)護(hù)板BMS（BatteryManagementSystem）有5大年夜功能：

1、過(guò)充（過(guò)壓）愛(ài)護(hù)6F1[)n"U8V

因?yàn)殇囯姵厥菍?zhuān)門(mén)“脆弱”的電池，因此不克不及造成過(guò)充。錳酸鋰是在4.2v愛(ài)護(hù)，磷酸鐵鋰是在3.6v閣下（具-t/K5B3F:E

v:a!C;j

體可參考供給商規(guī)格書(shū)）；1I5Q,\%o,W8M0^9\

造成過(guò)充時(shí)，一樣愛(ài)護(hù)板會(huì)有復(fù)原功能。比如一塊錳酸鋰電池愛(ài)護(hù)板設(shè)置的過(guò)充愛(ài)護(hù)是4.25v，當(dāng)過(guò)充時(shí)，:o#y:\*C#\/X)b+?

愛(ài)護(hù)板愛(ài)護(hù)，停止充電，當(dāng)電壓降至4.15v時(shí)，才能復(fù)原充電動(dòng)作。-D7B&S+h+z)^'H

'b;Y;x4a5a5W*i

2、過(guò)放（欠壓）愛(ài)護(hù).B'h8E+~3S&O1\'A'a/X

)[/h5b0k/c)^

因?yàn)殇囯姵厥菍?zhuān)門(mén)“脆弱”的電池，因此不克不及造成過(guò)放。錳酸鋰是在2.7v或3.0v愛(ài)護(hù)，磷酸鐵鋰是在2.3v左"o*G.P!m's'd9K.u

右（具體可參考供給商規(guī)格書(shū)）；-A2G8H(s+M4J,t

:|&S;M4R;O:S

造成過(guò)放時(shí)，一樣愛(ài)護(hù)板會(huì)有復(fù)原功能。比如一塊錳酸鋰電池愛(ài)護(hù)板設(shè)置的過(guò)放愛(ài)護(hù)是3.0v，當(dāng)過(guò)放時(shí)，%C9{

F)T2F#J4c

愛(ài)護(hù)板愛(ài)護(hù)，停止放電，當(dāng)電壓升至3.1v時(shí)，才能復(fù)原放電動(dòng)作。

3、過(guò)流愛(ài)護(hù)

當(dāng)放電電流或者剎時(shí)放電電流跨過(guò)電池本身所能遭受的電流時(shí)，BMS會(huì)停止放電動(dòng)作。3y#s%c$x"m8V

"x#f-H9c7S4C;f(j

一樣復(fù)原過(guò)流愛(ài)護(hù)有2個(gè)方法。一是斷開(kāi)負(fù)載，從新連接電池與負(fù)載；一是改換燒壞掉落的保險(xiǎn)絲。具體看每

個(gè)廠(chǎng)家的產(chǎn)品是若何設(shè)置。

3\&Z!S-b.s5p9c

一樣BMS會(huì)設(shè)置一個(gè)例如30A/8ms（30安培8毫秒）的峰值電流愛(ài)護(hù)參數(shù)。確實(shí)是說(shuō)：當(dāng)電流大年夜于30A同時(shí)時(shí)-J6G$]1J7_

間大年夜于8ms時(shí)，過(guò)流愛(ài)護(hù)會(huì)動(dòng)作。假如是50A3ms，那么過(guò)流愛(ài)護(hù)可不能動(dòng)作，

#K%X(R9q!\'u3H0`'d

這對(duì)帶電機(jī)類(lèi)的負(fù)載是專(zhuān)門(mén)合適的，因?yàn)橐恍┴?fù)載在起動(dòng)時(shí)會(huì)有一個(gè)專(zhuān)門(mén)大年夜的脈沖/峰值電流，只要那個(gè)電

流能往常，正常工作就不是問(wèn)題了。因此有時(shí)刻電池帶電機(jī)類(lèi)負(fù)載會(huì)不工作，專(zhuān)門(mén)大年夜一個(gè)緣故是因?yàn)锽MS上的脈0^![)@1^6P&R1l5A

沖/峰值電流給擋掉落了，而不是電池出了問(wèn)題。

（測(cè)量那個(gè)電流須要示波器，專(zhuān)門(mén)多營(yíng)業(yè)不行展開(kāi)確實(shí)是那個(gè)電流沒(méi)有測(cè)量到。我們測(cè)過(guò)一個(gè)Trimmer的峰值電流有90A，專(zhuān)門(mén)高，相對(duì)如許大年夜的電流，做BMS確實(shí)是一個(gè)專(zhuān)門(mén)高的要求）

4、過(guò)溫愛(ài)護(hù):t

X/H4l2g1k)F

1W&n'h:z#c:r6U

鋰電池在所規(guī)定的溫度范疇里是能夠正常工作的，當(dāng)跨過(guò)所規(guī)定的溫度范疇，BMS會(huì)停止放電動(dòng)作以