鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)新

1、鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)新第1頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)第2頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三1，什么叫鋰離子電池 主要是指在電極正極材料中使用了鋰元素作為主要活性物質(zhì)的一類二次電池。我們通常所說(shuō)的鋰電池，如手機(jī)鋰電池，筆記本電腦鋰電池，都屬于鋰二次電池。 第3頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三2.鋰離子電池的歷史 鋰離子電池的歷史是很短的，從1991年左右SONY推出第一塊用碳素作為負(fù)極材料的鋰電池以來(lái)，至今也不過(guò)十多年的歷史下面我們可能看一張圖片更好的了解鋰電池的歷史 第4頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，

2、5月20日，23點(diǎn)38分，星期三第5頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三3.鋰離子電池的主要構(gòu)成 正極負(fù)極電解液隔膜外殼與電極引線。 第6頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三4.鋰離子電池的分類按電池電解質(zhì)分：液態(tài)鋰離子電池 、聚合物鋰離子電池 按電池外殼分 ：鋁殼電池、鋼殼電池、軟包電池 按電池形狀分 ：圓柱形電池（ 例18650、26650 ） 、方形電池、扣型電池 按電池正極材料分 ：有鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、三元材料電池（一種由鎳、鈷、錳結(jié)合一起的層狀結(jié)構(gòu)材料）按電池性能分：常規(guī)電池、動(dòng)力電池，（動(dòng)力電池一般指容量特別大、工作電

3、流特別大的電池，目前還沒(méi)有準(zhǔn)確定義，只是與常規(guī)的電池等對(duì)比而已）第7頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三5.鋰離子電池的結(jié)構(gòu) 通過(guò)下面的圖片，我們可以更好的了解鋰離子電池第8頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三第9頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三第10頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三第11頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三第12頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三6.鋰離子電池的基本性能(1)電池的開(kāi)路電壓指電池在非工作狀態(tài)下即電路中無(wú)電流流過(guò)時(shí)，電池正

4、負(fù)極之間的電勢(shì)差。一般情況下，Li-ion電池充滿電后開(kāi)路電壓為4.14.2V左右，放電后開(kāi)路電壓為3.0V左右。通過(guò)對(duì)電池的開(kāi)路電壓的檢測(cè)，可以判斷電池的荷電狀態(tài)。 (萬(wàn)用表測(cè)出電壓)(2)電池的內(nèi)阻（m） 指電池在工作時(shí)，電流流過(guò)電池內(nèi)部所受到的阻力。有歐姆內(nèi)阻與極化內(nèi)阻兩部分組成。電池內(nèi)阻值大，會(huì)導(dǎo)致電池放電工作電壓降低，放電時(shí)間縮短。內(nèi)阻大小主要受電池的材料、制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等因素的影響。是衡量電池性能的一個(gè)重要參數(shù) (3)電池的工作電壓指電池在工作狀態(tài)下即電路中有電流流過(guò)時(shí)電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差。在電池放電工作狀態(tài)下，當(dāng)電流流過(guò)電池內(nèi)部時(shí)，需要克服電池的內(nèi)阻所造成阻力，故工作電壓總

5、是低于開(kāi)路電壓。Li-ion的放電工作電壓在3.7V左右(4)電池的容量指在一定的放電條件下可以從電池獲得的電量，分理論容量、實(shí)際容量和額定容量.通常指在205條件下，用0.2C的電流放電到3.00V所放出的電量 (5)電池的比容量（mAh/g） 指每克活性物質(zhì)在一定的充放電條件下所能放出的容量。每種活性物質(zhì)又有理論比容量和實(shí)際比容量 (6)循環(huán)壽命 1C恒流恒壓充電到4.2V截止電流20mA擱置1小時(shí)再以0.2C放電至3.0V(一個(gè)循環(huán)) 反復(fù)循環(huán)500次后容量應(yīng)在初容量的60%以上 第13頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三鋰離子電池的放電平臺(tái)放電平臺(tái)是指在電池任何倍

6、率的電流下恒壓充到電壓為4.2V，并且充電電流小于0.01C時(shí)停止充電即充滿電后，然后擱置10分鐘，在任何倍率的放電電流下放電至3.6V時(shí)的放電時(shí)間。一般使用鋰離子電池的用電器的工作電壓都要求在3.6V以上，如果低于這個(gè)值，則會(huì)出現(xiàn)無(wú)法工作的情況。所以放電平臺(tái)是衡量電池性能好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)之一 第14頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三鋰離子電池的充放電制式充電制式：恒流充電 恒壓充電放電制式：恒流放電 恒阻放電 第15頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三鋰離子電池的充放電曲線圖第16頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三鋰離子電池

7、的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：開(kāi)路電壓高，單體電池電壓在3.63.8V比能量高循環(huán)壽命長(zhǎng)，自放電小無(wú)記憶性，可隨時(shí)充放電，對(duì)環(huán)境污染小缺點(diǎn)：過(guò)充放電保護(hù)問(wèn)題電池成本高大電流放電性能不好，電解液是有機(jī)溶劑的鋰鹽溶液，一旦漏液會(huì)引起起火，爆炸 第17頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三聚合物鋰離子電池作為第三代鋰離子電池的聚合物鋰電，有什么特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，下面我們來(lái)簡(jiǎn)單的介紹一下第18頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三1.聚合物鋰離子電池前景 隨著便攜式電子產(chǎn)品的應(yīng)用越來(lái)越廣、市場(chǎng)需求越來(lái)越多，鋰電池的需求量也隨之增加。基于如此廣闊的市場(chǎng)，世界各大電池公司為了在這個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)

8、域中取得領(lǐng)先的地位，無(wú)不致力于開(kāi)發(fā)具有更高能量密度、小型化、薄型化、輕量化、高安全性、長(zhǎng)循環(huán)壽命與低成本的新型電池。其中，聚合物鋰離子(Lithium ion polymer)電池因?yàn)榫哂猩鲜龈黜?xiàng)優(yōu)點(diǎn)，更是各家廠商致力研發(fā)的目標(biāo)。聚合物鋰離子電池基于安全、輕薄等特性，符合便攜、移動(dòng)產(chǎn)品的要求，因此，在未來(lái)23年內(nèi)，聚合物鋰電池取代鋰離子電池市場(chǎng)的份額將達(dá)50，被稱為21世紀(jì)移動(dòng)設(shè)備的最佳電源解決方案。 第19頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三2.使用聚合物鋰電的八大理由: 1.安全性能好 聚合物鋰電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑軟包裝，有別于液態(tài)電芯的金屬外殼，一旦發(fā)生安全隱患，液

9、態(tài)電芯容易爆炸，而聚合物電芯最多只會(huì)氣鼓。2.厚度小，能做得更薄 普通液態(tài)鋰電采用先定制外殼，后塞正負(fù)極村料的方法，厚度做到3.6mm以下存在技術(shù)瓶頸，聚合物電芯則不存在這一問(wèn)題，厚度可做到1mm以下，符合時(shí)下手機(jī)需求方向。3.重量輕 聚合物電池重量較同等容量規(guī)格的鋼殼鋰電輕40%，較鋁殼電池輕20%。4.容量大 聚合物電池較同等尺寸規(guī)格的鋼殼電池容量高1015%，較鋁殼電池高510%，成為彩屏手機(jī)及彩信手機(jī)的首選，現(xiàn)在市面上新出的彩屏和彩信手機(jī)也大多采用聚合物電芯。5.內(nèi)阻小 聚合物電芯的內(nèi)阻較一般液態(tài)電芯小，目前國(guó)產(chǎn)聚合物電芯的內(nèi)阻甚至可以做到35m以下，極大的減低了電池的自耗電，延長(zhǎng)手機(jī)

10、的待機(jī)時(shí)間，完全可以達(dá)到與國(guó)際接軌的水平。這種支持大放電電流的聚合物鋰電更是遙控模型的理想選擇，成為最有希望替代鎳氫電池的產(chǎn)品。6.形狀可定制 聚合物電池可根據(jù)客戶的需求增加或減少電芯厚度，開(kāi)發(fā)新的電芯型號(hào)，價(jià)格便宜，開(kāi)模周期短，有的甚至可以根據(jù)手機(jī)形狀量身定做，以充分利用電池外殼空間，提升電池容量。7.放電特性佳 聚合物電池采用膠體電解質(zhì)，相比液態(tài)電解質(zhì)，膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)。8.保護(hù)板設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單 由于采用聚合物材料，電芯不起火、不爆炸，電芯本身具有足夠的安全性，因此聚合物電池的保護(hù)線路設(shè)計(jì)可考慮省略PTC和保險(xiǎn)絲，從而節(jié)約電池成本。第20頁(yè)，共21頁(yè)，2022年，5月20日，23點(diǎn)38分，星期三幾種充電電池性能比較電池類型 ( 特性 ) 鉛酸電池 鎳鎘電池 鎳氫電池 液態(tài)鋰電池 聚合物鋰電池 安全性能 好 好好一般 優(yōu)秀 工作電壓 (V) 2 1.2 1.2 3.6 3.6 3.7 重量能量比 (Wh/Kg) 35 41 50 80 100 140 160 190 體積能量比 (Wh/1) 80 120 100 120 200 280 260 370 循環(huán)壽命 300 300 50