鋰電池基礎知識培訓課件

鋰電池基礎知識培訓鋰電池基礎知識培訓1培訓大綱電池分類鋰離子電池之電化學反應機理鋰離子之電池之應用領域鋰離子電池之結(jié)構(gòu)液態(tài)鋰離子電池之工藝流程液態(tài)鋰離子電池之生產(chǎn)設備鋰離子電池之性能指標鋰離子電池之質(zhì)量認證培訓大綱電池分類2電池總類劃分一次電池小型二次電池:鎳鎘、鎳氫、鋰離子鉛酸電池動力電池燃料電池太陽能電池－地面光伏發(fā)電其它新型電池電池總類劃分一次電池3什么叫鋰離子電池？鋰離子電池是指：Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池正極采用鋰化合物LixCoO2、LixNiO2或LixMnO2。負極采用鋰－碳層間化合物LixC6。電解質(zhì)為溶解有鋰鹽LiPF6、LiAsF6等有機溶液。在充放電過程中Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)。放電時則相反。什么叫鋰離子電池？鋰離子電池是指：Li+嵌入化合物為正、負極4鋰離子電池電化學反應機理正極反應：LixCoO2＝＝＝

Li1－xCoO2+XLi+xe-負極反應：C+xLi+xe-===CLix電池總反應:LixCoO2+C===Li1－xCoO2+CLix放電時發(fā)生上述反應的逆方向.鋰離子電池電化學反應機理正極反應：LixCoO2＝＝＝5鋰離子電池特點高能量密度高工作電壓長循環(huán)壽命電化學物性穩(wěn)定荷電保持能力強無污染無記憶效應鋰離子電池特點高能量密度6應用領域應用領域7鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極活性物質(zhì)(LiCoO2/LiMnO2/LiNixCo1-XO2)導電劑、溶劑、粘合劑、基體負極活性物質(zhì)(石墨/MCMB)隔膜(PP+PE)電解液(LiPF6+DMCECEMC)外殼五金件(鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片）鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極8方(角)形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖方(角)形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖9圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖10軟包裝鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖軟包裝鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖11鋰離子電池結(jié)構(gòu)---正極鋰離子電池結(jié)構(gòu)---正極12鋰離子電池結(jié)構(gòu)---負極鋰離子電池結(jié)構(gòu)---負極13鋰離子電池結(jié)構(gòu)---隔膜鋰離子電池結(jié)構(gòu)---隔膜14鋰離子電池結(jié)構(gòu)---電解液■性質(zhì):

無色透明液體,具有較強吸濕性■應用:

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/1■質(zhì)量指標:

密度25℃(g/cm3)1.23±0.03水分(卡爾費休法)≤20ppm游離酸(以FP計)≤50ppm

導電率(25℃)10.4±0.5ms/cm

鋰離子電池結(jié)構(gòu)---電解液■性質(zhì):15游態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程配料拉漿裁片檢測包裝化成注液激光焊卷繞制片游態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程配料拉漿裁片檢測包裝化成注液激光焊16配料工藝流程正極正極干粉處理正極混干粉正極真空攪拌正極篩漿料正極拉漿負極負極真空攪拌負極篩漿料負極攪拌負極篩粉負極干粉處理負極拉漿配料工藝流程正極正極干粉處理正極混干粉正極真空攪拌正極篩漿料17拉漿工藝流程正、負極漿料收帶烘烤上漿送帶正、負極裁片拉漿工藝流程正、負極漿料收帶烘烤上漿送帶正、負極裁片18裁片工藝流程正極正極裁大片正極劃線刮粉正極片輥切正極稱重分檔正極制片負極負極稱重分檔負極篩片輥切負極吸塵負極劃線刮粉負極裁大片負極制片裁片工藝流程正極正極裁大片正極劃線刮粉正極片輥切正極稱重分檔19制片工藝流程正極真空烤烘正極吸塵正極片輥壓正極焊極耳正極貼膠紙正極吸塵負極吸塵負極沖壓極耳負極帖膠紙負極焊極耳負極片輥壓負極真空烤烘卷繞卷繞制片工藝流程正極真空烤烘正極吸塵正極片輥壓正極焊極耳正極貼膠20卷繞工藝流程正負極片隔膜配片隔膜裁剪卷繞測短路壓芯壓底部膠紙?zhí)捉^緣片并固定入殼負正極極耳點焊離芯入殼壓蓋帽測短路激光焊底部超聲焊鋁鎳復合帶卷繞工藝流程正負極片隔膜配片隔膜裁剪卷繞測短路壓芯壓底部膠紙21激光焊工藝流程上夾具激光焊接全檢內(nèi)阻全檢氣密性稱重分級注液激光焊工藝流程上夾具激光焊接全檢內(nèi)阻全檢氣密性稱重分級注液22注液工藝流程真空烘烤注液貼膠紙擦洗稱重套膠圈化成注液工藝流程真空烘烤注液貼膠紙擦洗稱重套膠圈化成23化成工藝流程高溫烘烤化成自檢電壓分成壓鋼珠清洗高溫儲存鋁鎳復合片點焊測電壓、貼不干膠，半成品入庫化成工藝流程高溫烘烤化成自檢電壓分成壓鋼珠清洗高溫儲存鋁鎳復24檢測包裝工藝流程充電放電反充電清洗全檢電壓全檢內(nèi)阻全檢尺寸裝盒、包裝客戶檢測包裝工藝流程充電放電反充電清洗全檢電壓全檢內(nèi)阻全檢尺寸裝25液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)設備真空攪拌機拉漿機（涂布機）裁切機輥壓機卷繞機激光焊機真空注液機化成檢測柜液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)設備真空攪拌機26液態(tài)鋰離子電池性能常規(guī)性能：容量電壓內(nèi)阻可靠性性能：循環(huán)壽命放電平臺自放電貯存性能高低溫性能安全性能：過充短路針刺跌落濕水低壓振動液態(tài)鋰離子電池性能常規(guī)性能：27容量電池在一定條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號C表示。常用的單位為安培小時，簡稱安時（Ah）或毫安時（mAh）。電池的容量可以分為理論容量、實際容量、額定容量。理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/kg或Ah/L(mAh/cm3)。實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為Ah,其值小于理論容量。額定容量也叫保證容量，是按國家或有關(guān)部門頒發(fā)的標準，保證電池在一定條件下應該放出的最低限度的容量。容量電池在一定條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號C表28電壓開路電壓電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池的正極的還原電極電勢與負極電極電勢之差。工作電壓工作電壓是指電池接通負載后在放電過程中顯示的電壓，又稱放電電壓，在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。電池在接通負載后，由于歐姆電阻和極化過電位的存在，電池的工作電壓低于開路電壓。電壓開路電壓29內(nèi)阻電流通過電池內(nèi)部時受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過程中隨時間不斷變化，因為活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學極化和濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電池放電時的端電壓低于電池的電動勢和開路電壓，充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。歐姆電阻遵守歐姆定律：極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度的對數(shù)增大而線性增大。內(nèi)阻電流通過電池內(nèi)部時受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為30循環(huán)壽命電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進行，直到容量衰減為初始容量的75%，此時循環(huán)次數(shù)即為該電池之循環(huán)壽命。循環(huán)壽命與電池充放電條件有關(guān)。鋰離子電池室溫下1C充放電循環(huán)壽命可達300~500次（行業(yè)標準），最高可達800~1000次。循環(huán)壽命電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進行，直到容量衰減為初31放電平臺鋰離子電池完全充電后，放電至3.6V時的容量記為C1,放電至3.0V時的容量記為C0,C1/C0稱為該電池之放電平臺.行業(yè)標準1C放電平臺為70%以上,我們現(xiàn)在可以做到83%~85%.放電平臺對手機電池使用效果影響最大,關(guān)系到手機通話的清晰度.放電平臺鋰離子電池完全充電后，放電至3.6V時的容量記為C132自放電電池完全充電后,放置一個月。然后用1C放電至3.0V，其容量記為C2；電池初始容量記為C0；1－C2/C0即為該電池之月自放電率行業(yè)標準鋰離子電池月自放電率小于12%,我們可以做到6%~8%電池的自放電與電池的放置性能有關(guān),其大小和電池的內(nèi)阻結(jié)構(gòu)和材料性能有關(guān)自放電電池完全充電后,放置一個月。然后用1C放電至3.0V，33記憶效應記憶效應是針對鎳鎘電池而言的,由于傳統(tǒng)工藝中負極為燒結(jié)式,鎘晶粒較粗,如果鎳鎘電池在它們完全被放電之前就重新充電,鎘晶粒容易聚集成塊,而使電池放電時形成次級放電平臺。電池會儲存這一放電平臺并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點,盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺上。在以后的放電過程中電池將只記得這一低容量。同樣在每一次使用中，任何一次的不完全放電都將加深這一效應，使電池的容量變的更低。要消除這種效應有兩種方法，一是采用小電流深度放電（如用0.1C放至0V）一是采用大電流充放電（如1C）幾次鎳氫電池和鋰離子電池均無記憶效應記憶效應記憶效應是針對鎳鎘電池而言的,由于傳統(tǒng)工藝中負極為燒34鋰離子電池質(zhì)量認證鋰離子電池質(zhì)量認證35總結(jié)電池是一個比較復雜的電化學體系，涉及到電化學、材料、機械、物理等學科鋰離子電池生產(chǎn)流程較長，每個質(zhì)量控制點都非常重要大家可以根據(jù)自己工作崗位性質(zhì)有針對性的進行研究、討論總結(jié)電池是一個比較復雜的電化學體系，涉及到電化學、材料、機械369、要學生做的事，教職員躬親共做；要學生學的知識，教職員躬親共學；要學生守的規(guī)則，教職員躬親共守。2022/12/242022/12/24Saturday,December24,202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/12/242022/12/242022/12/2412/24/20225:10:51AM11、一個好的教師，是一個懂得心理學和教育學的人。2022/12/242022/12/242022/12/24Dec-2224-Dec-2212、要記住，你不僅是教課的教師，也是學生的教育者，生活的導師和道德的引路人。2022/12/242022/12/242022/12/24Saturday,December24,202213、Hewhoseizetherightmoment,istherightman.誰把握機遇，誰就心想事成。2022/12/242022/12/242022/12/242022/12/2412/24/202214、誰要是自己還沒有發(fā)展培養(yǎng)和教育好，他就不能發(fā)展培養(yǎng)和教育別人。24十二月20222022/12/242022/12/242022/12/2415、一年之計，莫如樹谷；十年之計，莫如樹木；終身之計，莫如樹人。十二月222022/12/242022/12/242022/12/2412/24/202216、提出一個問題往往比解決一個更重要。因為解決問題也許僅是一個數(shù)學上或?qū)嶒炆系募寄芏?，而提出新的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想像力，而且標志著科學的真正進步。2022/12/242022/12/2424December202217、兒童是中心，教育的措施便圍繞他們而組織起來。2022/12/242022/12/242022/12/242022/12/24謝謝觀賞

Youmademyday!我們，還在路上……9、要學生做的事，教職員躬親共做；要學生學的知識，教職員躬親37鋰電池基礎知識培訓鋰電池基礎知識培訓38培訓大綱電池分類鋰離子電池之電化學反應機理鋰離子之電池之應用領域鋰離子電池之結(jié)構(gòu)液態(tài)鋰離子電池之工藝流程液態(tài)鋰離子電池之生產(chǎn)設備鋰離子電池之性能指標鋰離子電池之質(zhì)量認證培訓大綱電池分類39電池總類劃分一次電池小型二次電池:鎳鎘、鎳氫、鋰離子鉛酸電池動力電池燃料電池太陽能電池－地面光伏發(fā)電其它新型電池電池總類劃分一次電池40什么叫鋰離子電池？鋰離子電池是指：Li+嵌入化合物為正、負極的二次電池正極采用鋰化合物LixCoO2、LixNiO2或LixMnO2。負極采用鋰－碳層間化合物LixC6。電解質(zhì)為溶解有鋰鹽LiPF6、LiAsF6等有機溶液。在充放電過程中Li+在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。充電池時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負極，負極處于富鋰狀態(tài)。放電時則相反。什么叫鋰離子電池？鋰離子電池是指：Li+嵌入化合物為正、負極41鋰離子電池電化學反應機理正極反應：LixCoO2＝＝＝

Li1－xCoO2+XLi+xe-負極反應：C+xLi+xe-===CLix電池總反應:LixCoO2+C===Li1－xCoO2+CLix放電時發(fā)生上述反應的逆方向.鋰離子電池電化學反應機理正極反應：LixCoO2＝＝＝42鋰離子電池特點高能量密度高工作電壓長循環(huán)壽命電化學物性穩(wěn)定荷電保持能力強無污染無記憶效應鋰離子電池特點高能量密度43應用領域應用領域44鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極活性物質(zhì)(LiCoO2/LiMnO2/LiNixCo1-XO2)導電劑、溶劑、粘合劑、基體負極活性物質(zhì)(石墨/MCMB)隔膜(PP+PE)電解液(LiPF6+DMCECEMC)外殼五金件(鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片）鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極45方(角)形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖方(角)形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖46圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖圓柱形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖47軟包裝鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖軟包裝鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖48鋰離子電池結(jié)構(gòu)---正極鋰離子電池結(jié)構(gòu)---正極49鋰離子電池結(jié)構(gòu)---負極鋰離子電池結(jié)構(gòu)---負極50鋰離子電池結(jié)構(gòu)---隔膜鋰離子電池結(jié)構(gòu)---隔膜51鋰離子電池結(jié)構(gòu)---電解液■性質(zhì):

無色透明液體,具有較強吸濕性■應用:

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/1■質(zhì)量指標:

密度25℃(g/cm3)1.23±0.03水分(卡爾費休法)≤20ppm游離酸(以FP計)≤50ppm

導電率(25℃)10.4±0.5ms/cm

鋰離子電池結(jié)構(gòu)---電解液■性質(zhì):52游態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程配料拉漿裁片檢測包裝化成注液激光焊卷繞制片游態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)工藝流程配料拉漿裁片檢測包裝化成注液激光焊53配料工藝流程正極正極干粉處理正極混干粉正極真空攪拌正極篩漿料正極拉漿負極負極真空攪拌負極篩漿料負極攪拌負極篩粉負極干粉處理負極拉漿配料工藝流程正極正極干粉處理正極混干粉正極真空攪拌正極篩漿料54拉漿工藝流程正、負極漿料收帶烘烤上漿送帶正、負極裁片拉漿工藝流程正、負極漿料收帶烘烤上漿送帶正、負極裁片55裁片工藝流程正極正極裁大片正極劃線刮粉正極片輥切正極稱重分檔正極制片負極負極稱重分檔負極篩片輥切負極吸塵負極劃線刮粉負極裁大片負極制片裁片工藝流程正極正極裁大片正極劃線刮粉正極片輥切正極稱重分檔56制片工藝流程正極真空烤烘正極吸塵正極片輥壓正極焊極耳正極貼膠紙正極吸塵負極吸塵負極沖壓極耳負極帖膠紙負極焊極耳負極片輥壓負極真空烤烘卷繞卷繞制片工藝流程正極真空烤烘正極吸塵正極片輥壓正極焊極耳正極貼膠57卷繞工藝流程正負極片隔膜配片隔膜裁剪卷繞測短路壓芯壓底部膠紙?zhí)捉^緣片并固定入殼負正極極耳點焊離芯入殼壓蓋帽測短路激光焊底部超聲焊鋁鎳復合帶卷繞工藝流程正負極片隔膜配片隔膜裁剪卷繞測短路壓芯壓底部膠紙58激光焊工藝流程上夾具激光焊接全檢內(nèi)阻全檢氣密性稱重分級注液激光焊工藝流程上夾具激光焊接全檢內(nèi)阻全檢氣密性稱重分級注液59注液工藝流程真空烘烤注液貼膠紙擦洗稱重套膠圈化成注液工藝流程真空烘烤注液貼膠紙擦洗稱重套膠圈化成60化成工藝流程高溫烘烤化成自檢電壓分成壓鋼珠清洗高溫儲存鋁鎳復合片點焊測電壓、貼不干膠，半成品入庫化成工藝流程高溫烘烤化成自檢電壓分成壓鋼珠清洗高溫儲存鋁鎳復61檢測包裝工藝流程充電放電反充電清洗全檢電壓全檢內(nèi)阻全檢尺寸裝盒、包裝客戶檢測包裝工藝流程充電放電反充電清洗全檢電壓全檢內(nèi)阻全檢尺寸裝62液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)設備真空攪拌機拉漿機（涂布機）裁切機輥壓機卷繞機激光焊機真空注液機化成檢測柜液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)設備真空攪拌機63液態(tài)鋰離子電池性能常規(guī)性能：容量電壓內(nèi)阻可靠性性能：循環(huán)壽命放電平臺自放電貯存性能高低溫性能安全性能：過充短路針刺跌落濕水低壓振動液態(tài)鋰離子電池性能常規(guī)性能：64容量電池在一定條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號C表示。常用的單位為安培小時，簡稱安時（Ah）或毫安時（mAh）。電池的容量可以分為理論容量、實際容量、額定容量。理論容量是把活性物質(zhì)的質(zhì)量按法拉第定律計算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用比容量的概念，即單位體積或單位質(zhì)量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/kg或Ah/L(mAh/cm3)。實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為Ah,其值小于理論容量。額定容量也叫保證容量，是按國家或有關(guān)部門頒發(fā)的標準，保證電池在一定條件下應該放出的最低限度的容量。容量電池在一定條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號C表65電壓開路電壓電池在開路狀態(tài)下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池的正極的還原電極電勢與負極電極電勢之差。工作電壓工作電壓是指電池接通負載后在放電過程中顯示的電壓，又稱放電電壓，在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。電池在接通負載后，由于歐姆電阻和極化過電位的存在，電池的工作電壓低于開路電壓。電壓開路電壓66內(nèi)阻電流通過電池內(nèi)部時受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內(nèi)阻。電池的內(nèi)阻不是常數(shù)，在放電過程中隨時間不斷變化，因為活性物質(zhì)的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。電池內(nèi)阻包括歐姆內(nèi)阻和極化內(nèi)阻，極化內(nèi)阻又包括電化學極化和濃差極化。內(nèi)阻的存在，使電池放電時的端電壓低于電池的電動勢和開路電壓，充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。歐姆電阻遵守歐姆定律：極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關(guān)系，常隨電流密度的對數(shù)增大而線性增大。內(nèi)阻電流通過電池內(nèi)部時受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為67循環(huán)壽命電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進行，直到容量衰減為初始容量的75%，此時循環(huán)次數(shù)即為該電池之循環(huán)壽命。循環(huán)壽命與電池充放電條件有關(guān)。鋰離子電池室溫下1C充放電循環(huán)壽命可達300~500次（行業(yè)標準），最高可達800~1000次。循環(huán)壽命電池在完全充電后完全放電，循環(huán)進行，直到容量衰減為初68放電平臺鋰離子電池完全充電后，放電至3.6V時的容量記為C1,放電至3.0V時的容量記為C0,C1/C0稱為該電池之放電平臺.行業(yè)標準1C放電平臺為70%以上,我們現(xiàn)在可以做到83%~85%.放電平臺對手機電池使用效果影響最大,關(guān)系到手機通話的清晰度.放電平臺鋰離子電池完全充電后，放電至3.6V時的容量記為C169自放電電池完全充電后,放置一個月。然后用1C放電至3.0V，其容量記為C2；電池初始容量記為C0；1－C2/C0即為該電池之月自放電率行業(yè)標準鋰離子電池月自放電率小于12%,我們可以做到6%~8%電池的自放電與電池的放置性能有關(guān),其大小和電池的內(nèi)阻結(jié)構(gòu)和材料性能有關(guān)自放電電池完全充電后,放置一個月。然后用1C放電至3.0V，70記憶效應記憶效應是針對鎳鎘電池而言的,由于傳統(tǒng)工藝中負極為燒結(jié)式,鎘晶粒較粗,如果鎳鎘電池在它們完全被放電之前就重新充電,鎘晶粒容易聚集成塊,而使電池放電時形成次級放電平臺。電池會儲存這一放電平臺并在下次循環(huán)中將其作為放電的終點,盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺上。在以后的放電過程中電池將只記得這一低容量。同樣在每一次使用中，任何一次的不完全放電都將加深這一效應，使電池的容量變的更低。要消除這種效應有兩種方法，一是采用小電流深度放電（如用0.1C放至0V）一是采用大電流充放電（如1C）幾次鎳氫電池和鋰離子電池均無記憶效應記憶效應記憶效應是針對鎳鎘電池而言的,由于傳統(tǒng)工藝中負極為燒71鋰離子電池質(zhì)量認證鋰離子電池質(zhì)量認證72總結(jié)電池是一個比較復雜的電化學體系