比亞迪電池基礎(chǔ)培訓(xùn)教材)課件

1、電池基礎(chǔ)知識，1，學(xué)習(xí)交流PPT，內(nèi)容配置，電化學(xué)常識電化學(xué)應(yīng)用電池的基礎(chǔ)知識鋰電池基礎(chǔ)知識，分類歷史研究內(nèi)容基本理論一次電池原理，電池，2，學(xué)習(xí)交流PPT，第一部分電化學(xué)基礎(chǔ)知識，3，學(xué)習(xí)交流PPT，化學(xué)分類，無機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)物理化學(xué)熱力學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)量子化學(xué)動(dòng)力學(xué)光化學(xué)溶液， 膠體與表面化學(xué)、電池電解單元、4、學(xué)習(xí)交流PPT、電化學(xué)名詞1、電化學(xué)研究電氣現(xiàn)象與化學(xué)現(xiàn)象之間相關(guān)的學(xué)科電化學(xué)系統(tǒng)電極電解質(zhì)、5、學(xué)習(xí)交流PPT、電化學(xué)名詞2、電極學(xué)電極的平衡性質(zhì)與通電后的極化性質(zhì)即電極與電解質(zhì)的界面的電化學(xué)行為電解質(zhì)學(xué)電解質(zhì)的導(dǎo)電性， 離子的輸送性，參與反應(yīng)的離子的平衡性，6，交流PPT，電化學(xué)起源

2、，1791年意大利的伽伐尼用金屬片接觸青蛙腿部肌肉時(shí)，發(fā)生了收縮現(xiàn)象。 學(xué)習(xí)交流PPT、紐扣電池，這些現(xiàn)象在1799年被意大利紐扣俘獲并研究，發(fā)明了世界上第一個(gè)紐扣電池，即一次電池。 學(xué)習(xí)8、交流PPT、一次電池的原理和應(yīng)用9、交流PPT、一次電池的原理，學(xué)習(xí)活躍的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從活躍的金屬(負(fù)極)流向不活躍的金屬(正極)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的裝置10、交流PPT的兩種活動(dòng)性不同將作為電極材料插入電解質(zhì)溶液中，兩極連接形成閉合回路，11、學(xué)習(xí)交流PPT、正負(fù)極和陰陽極，陰極：引起還原反應(yīng)的電極，電子陽極：引起氧化反應(yīng)的電極脫電子正極：電位高的電極負(fù)極：電位低的電極電池：正極陰極陽極電解單

3、元：正極陽極陰極，12、交流PPT， 學(xué)習(xí)電流和離子流動(dòng)，在電池中流過電流時(shí)，電解質(zhì)中的離子因電場而取向移動(dòng)的陰離子總是朝向陽極陽離子向陰極整體流過電流的溶液中的傳導(dǎo)為13、交流PPT、電子流動(dòng)、14、交流PPT、電流、15、交流PPT， 學(xué)習(xí)電化學(xué)應(yīng)用化學(xué)電源防金屬腐蝕：大部分金屬腐蝕涉及電化學(xué)腐蝕機(jī)械工業(yè)：電鍍、電拋光、電沉積涂裝環(huán)境保護(hù)：電滲析電解氰、鉻離子等污染物，電冶煉工業(yè)生命科學(xué)：肌肉運(yùn)動(dòng)、神經(jīng)信息傳遞涉及電化學(xué)機(jī)制16，交流PPT， 學(xué)習(xí)第二部分電池的基本知識，學(xué)習(xí)用于電解質(zhì)種類電池的正負(fù)極材料的工作特性和儲(chǔ)藏方式，18，交流PPT，電解質(zhì)種類分類：堿性電池電解質(zhì)以KOH溶液為主

4、，堿性鋅錳電池(俗稱堿性錳電池和堿性電池)， 鎳鎘電池或鎳氫電池等酸性電池電解質(zhì)以硫酸水溶液為主，鉛酸電池中性電池電解質(zhì)為鹽溶液的鋅錳電池或海水電池等有機(jī)電解質(zhì)電池的電解質(zhì)是鋰電池、鋰離子電池、19等有機(jī)溶液，學(xué)習(xí)交流PPT，以電池中使用的正負(fù)極材料進(jìn)行分類時(shí)， 鋅系電池鋅錳電池、鋅銀電池等鎳系電池鎳鎘電池、鎳氫電池等鉛系電池鉛系電池鋰離子電池、鋰錳電池等二氧化錳系電池鋅錳電池和堿錳電池空氣(氧) 系電池鋅空氣電池鋅錳電池和鋰電池等二次電池也稱為蓄電池，鉛電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等燃料電池的正、負(fù)極本身不含有活性物質(zhì)，活性物質(zhì)在從不斷從外部進(jìn)入的電池儲(chǔ)存電池時(shí)不直接接觸電解質(zhì)，電池

5、21、學(xué)習(xí)交流PPT、一次電池：鋅錳電池： Zn|NH4Cl、ZnCl2|MnO2(C )、堿性鋅錳電池： Zn|KOH、k2zn(oh)4| ZnO|O2(C )、22、學(xué)習(xí)交流PPT、二次電池， 蓄電池(二次電池):電極反應(yīng)可逆特性：可再利用例：鉛酸電池PbH2SO4PbO2鎳鎘電池CdKOHNiOOH鐵鎳電池FeKOHNiOOH氫化物鎳交流PPT、鎳鎘、鎳氫， 學(xué)習(xí)鋰離子電池的性能比較技術(shù)殘奧表鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池工作電壓(V) 1.2 1.2 3.6重量比能量(Wh/Kg) 50 65 105-140體積比能量(Wh/l) 150 200 300充放電壽命(次) 500 500

6、1000自放電率月) 25-30 30-35 6-9內(nèi)存效果的有無有無無無無、25、交流PPT、電池組成1、1 )電極：電池的核心部分， 由活性物質(zhì)添加劑和導(dǎo)電骨架構(gòu)成的活性物質(zhì)要求：比容量高、電化學(xué)活性高、在電解液中的化學(xué)穩(wěn)定性好的導(dǎo)電骨架要求：集電性能好、分布均勻、柔軟性好，26，學(xué)習(xí)交流PPT，集電體，27，學(xué)習(xí)交流PPT，活性物質(zhì)，28，學(xué)習(xí)交流PPT，電池組成2，2 )電解質(zhì)：主要組成之一，傳遞29、學(xué)習(xí)交流PPT、電解液、30、學(xué)習(xí)交流PPT、電池組成3、3 )隔板：穩(wěn)定性好的電子絕緣體、離子傳導(dǎo)體，以免正、負(fù)電極間、正、負(fù)極活性物質(zhì)直接接觸電解液； 常用PP、尼龍； 強(qiáng)度高、透氣

7、性好、耐氧化性強(qiáng)、耐高、低溫能力強(qiáng)、31、學(xué)習(xí)交流PPT、隔膜、32、學(xué)習(xí)交流PPT、電池組成4，4 )案例(case ) :要求：機(jī)械強(qiáng)度、耐振動(dòng)、33、交流PPT、學(xué)習(xí)電池原理， 例如，鎳鎘電池的工作原理化學(xué)能電能流動(dòng)的反應(yīng)2 nioohcd2h2o2ni (oh )2CD (oh )2ni ooh2h2o e-ni (oh )2oh-CD，34，學(xué)習(xí)交流PPT，充電，35，學(xué)習(xí)交流PPT，放電，等等斷路：電路中沒有電流流過稱為斷路。 電流強(qiáng)度：單位時(shí)間內(nèi)通過有導(dǎo)體的斷面，電荷量的代數(shù)和用常用字母“a”表示。 電壓：水需要水頭差。 同樣，為了使電荷有規(guī)律地移動(dòng)，電路的兩端需要電位差。 這個(gè)

8、電位差稱為電壓。 常用的文字用“v”來表示。 37、交流PPT、電池基本概念2、電流：通過電場力產(chǎn)生自由電子和離子的規(guī)則運(yùn)動(dòng)稱為電流。 電阻：電子在物體內(nèi)移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電阻稱為電阻。 電阻的單位是歐姆，經(jīng)常用字母“”表示。 38、學(xué)習(xí)交流PPT、電池性能1、1、電動(dòng)勢：兩電極電位之差(平衡電極電法)、39、學(xué)習(xí)交流PPT、電池性能2、2、內(nèi)阻： R=R Rf電池的內(nèi)阻：電池工作時(shí)r :電極材料、電解液、隔膜及各部件的接觸內(nèi)阻Rf :正、負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)包括電化學(xué)極化和濃差分極引起的電阻之和。 Rf與活性物質(zhì)本身、電極結(jié)構(gòu)、制造工藝、電池的工作條件等因素有關(guān)。 40、學(xué)習(xí)交流PPT，電池

9、性能3、3，開路電壓，工作電壓1開路電壓：指電池處于非工作狀態(tài)，即電路中沒有電流時(shí)，電池正負(fù)極間的電位差。 工作電壓：也稱為端子電壓，是指電池的工作狀態(tài)，即電流流過電路時(shí)電池正負(fù)極之間的電位差。 學(xué)習(xí)V=V開IR，41，交流PPT，電池性能3，3，開路電壓，工作電壓終點(diǎn)電壓：電池在放電中，下降到不應(yīng)該繼續(xù)放電的工作電壓的是終點(diǎn)電壓。如果進(jìn)一步繼續(xù)放電，則稱為過漏極。 過放電會(huì)對電池性能產(chǎn)生破壞性的影響，是導(dǎo)致電池零電壓及綜合性能降低的主要原因，在電池的檢測和使用中，請盡量避免過放電。 中點(diǎn)電壓：電池以一定倍率放電到終點(diǎn)電壓的時(shí)間點(diǎn)的電池電壓。 42、學(xué)習(xí)交流PPT、開路電壓、43、學(xué)習(xí)交流PP

10、T、標(biāo)稱電壓、44、學(xué)習(xí)交流PPT、電池電壓、45、學(xué)習(xí)交流PPT、放電終止電壓、46、學(xué)習(xí)交流PPT、電池性能4，學(xué)習(xí)m為活性物質(zhì)的分子量； n是成流反應(yīng)的得失電子數(shù)26.8是常數(shù)1g當(dāng)量的活性物質(zhì)反應(yīng)時(shí)釋放的電量的實(shí)際容量(C):C=0TIdT恒定電流： IT恒定電阻：0TVdT額定容量(c額):在修正制造電池時(shí)，規(guī)定或保證在一定的放電條件下電池應(yīng)釋放的最低限度的容量。 47、學(xué)習(xí)交流PPT、容量、48、學(xué)習(xí)交流PPT、電池能量、49、學(xué)習(xí)交流PPT、放電深度、50、學(xué)習(xí)交流PPT、電池性能5、5、能量、比能量：理論能量(a) b .電極反應(yīng)處于平衡狀態(tài)) Wo=CoE實(shí)際能量： W=0T

11、IVdT比能量：體積比能量： w體=(Wh/L )重量比能量： w重=(Wh/L )，51，電池的自放電與活性物質(zhì)本身、電極結(jié)構(gòu)、制造工藝、電池的工作條件等要素有關(guān)。 循環(huán)壽命：充放電循環(huán)的數(shù)量。 學(xué)習(xí)52、交流PPT、電池性能7、7、充放電效率和充放電倍率充電效率：將電池在充電中消耗的電能轉(zhuǎn)換為電池可儲(chǔ)存的化學(xué)能程序的尺度。 放電效率：電池在一定的放電條件下放電到終點(diǎn)電壓，放出的實(shí)際電量與電池的額定容量之比。 充放電倍率：電池在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)放出其額定容量所需的電流值，與電池的額定容量的倍數(shù)在數(shù)值上相等，通常的字母用c表示。 時(shí)間率：也稱為時(shí)間率。 電池以一定電流放電額定容量所需的時(shí)間。 學(xué)習(xí)

12、53、交流PPT、電池性能8、8、內(nèi)壓內(nèi)壓：指電池的內(nèi)部氣壓，是密封電池在充放電中產(chǎn)生的氣體，主要受電池材料制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等因素的影響。 54、學(xué)習(xí)交流PPT、第三部分鋰離子電池基本知識、55、學(xué)習(xí)交流PPT、鋰離子電池結(jié)構(gòu)、鋰離子聚合物電池、方形鋰離子電池、56、學(xué)習(xí)交流PPT、三種鋰電池結(jié)構(gòu)比較、57、學(xué)習(xí)交流PPT、性能比較、注其能量密度為300 wt 比能達(dá)到110120Wh/kg，分別為Ni/Cd、Ni/MeH電池的25和15倍2、長壽命(1200次以上的充放電)、3、單電池的輸出電壓高、3 .自放電率小，可以快速充放電，也可以制成大容量的電池組。 4，60左右的高溫也能使用5

13、.沒有記憶效果6、不含毒物質(zhì)等。59、學(xué)習(xí)交流PPT、鋰離子電池性能、60、學(xué)習(xí)交流PPT、鋰離子電池市場1、61、學(xué)習(xí)交流PPT、鋰離子電池市場2、62、學(xué)習(xí)交流PPT、BYD電池市場、Li-ion 2002 sanyosonybydpanasonicsa 2002 sanyopanasonicbydgpiyuasasaft、2002 BYD SANYO PANASONIC SAFT GPI、2001 sanyosonypanasonicbydgstoshibasamsung， 學(xué)習(xí)2001 sanyopanasonicbydmaxellgpiyuasasaft，2001 SANYO BYD

14、 PANASONIC SAFT GPI，63全球鋰離子電池廠商及客戶：64，交流PPT，原理1 : 鋰離子二次電池正負(fù)極都是插層化合物，以LiyMnYm表示負(fù)極材料、以LizAvBw表示正極材料的反應(yīng)式， 在能夠表示為負(fù)極： LiyMnYm xLi xe-=Lix yMnYm正極： LizAvBw=Liz-xAvBw xLi xe-總反應(yīng)： liymnymlizavbw=lixymnymliz-的放電時(shí)，Li從負(fù)極脫離而插入正極，極其鋰為了保持電荷的平衡，充放電中相同數(shù)量的電子經(jīng)由外部電路傳遞，與Li一起在正負(fù)極之間移動(dòng)，使正負(fù)極發(fā)生氧化還原反應(yīng)，應(yīng)該保持一定的電位。 工作電位與構(gòu)成電極的插入

15、化合物的化學(xué)性質(zhì)、Li的濃度有關(guān)。 由于該充放電過程類似于搖椅，因此鋰離子二次電池也被稱為搖椅電池(Rocking Chair Batteries，簡稱RCB )。 66、學(xué)習(xí)交流PPT、原理3、鋰離子電池的電化學(xué)反應(yīng)原理和特性：充電時(shí)： Li從正極脫離，負(fù)極放電時(shí)Li從負(fù)極脫離，嵌入正極。 以LiCoO2為正極材料、以石墨為負(fù)極材料的鋰離子電池、充放電反應(yīng)式為：67、學(xué)習(xí)交流PPT、工作原理圖、充放電、68、學(xué)習(xí)交流PPT、第4部分鋰離子電池的主要材料、69、學(xué)習(xí)交流PPT、正極材料鋰離子電池中經(jīng)常使用的正極材料： 1， 利用鋰鈷氧化物licoo 2、鋰鎳氧化物L(fēng)iNiO2 3、鋰錳氧化物L(fēng)iMn2O4 4、其他正極材料