ART1、動力鋰電池基礎(chǔ)知識(內(nèi)部培訓(xùn))課件

動力鋰電池知識培訓(xùn)

(內(nèi)部資料)

美思鋰電技術(shù)部

2011-10-91動力鋰電池知識培訓(xùn)

(內(nèi)部資料)美思鋰電技術(shù)部1一、鋰離子電池的發(fā)展簡史鋰離子電池的研究始于20世紀(jì)80年代年代國家發(fā)明者發(fā)展?fàn)顩r1990年日本Nagoura等人正極用LiCoO2、負(fù)極用石油焦1990年日本Moli和Sony兩大公司推出以碳為負(fù)極的鋰離子電池1991年日本索尼公司開發(fā)了一種以聚糖醇熱解碳為負(fù)極1993年美國貝爾電訊公司報道用PVDF工藝制造成聚合物鋰離子電池2一、鋰離子電池的發(fā)展簡史鋰離子電池的研究始于20世紀(jì)80年代二、鋰離子電池的工作原理鋰離子電池是指分別用二個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池，鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負(fù)極是碳。鋰離子電池工作原理即充放電原理：當(dāng)對電池進(jìn)行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當(dāng)對電池進(jìn)行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。在鋰電池的3二、鋰離子電池的工作原理鋰離子電池是指分別用二個能可逆地嵌入充放電過程中，鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動狀態(tài)。鋰電池就象一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運(yùn)動員一樣在搖椅兩端來回奔跑，人們將這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的，獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”，俗稱“鋰電”。二、鋰離子電池的工作原理4充放電過程中，鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動狀態(tài)。鋰電池鋰離子電池工作原理圖

5鋰離子電池工作原理圖5鋰離子電池的放電曲線6鋰離子電池的放電曲線6三、鋰離子電芯的組成結(jié)構(gòu)鋰離子電池一般由以下幾部分組成：1.電芯，電池能夠充放電的主體部分；2.保護(hù)電路，電池的保護(hù)線路；3.PTC，熱溫度系數(shù)保險絲；4.外殼，電池的容器；5.標(biāo)簽；6.連接器；7.鎳帶；8.高溫絕緣膠紙；9.導(dǎo)線；10.熱縮管；11.PVC套；12.NTC；13.識別電阻等等。

7三、鋰離子電芯的組成結(jié)構(gòu)鋰離子電池一般由以下幾部分組成：7三、鋰離子電芯的組成結(jié)構(gòu)1.鋰離子電芯的正極鋰離子電芯主要由：正極、負(fù)極、隔膜紙、電解液、外殼等部分組成。正極制造之前應(yīng)有工程部提供物料清單，生產(chǎn)部門根據(jù)物料清單、作業(yè)指導(dǎo)書等文件準(zhǔn)備好所需生產(chǎn)物料

2.鋰離子電芯的外殼常用的鋰離子電芯外殼有鋼殼、鋁殼、鋁塑膜等。鋼殼電芯價格便宜，容易點(diǎn)焊加工，缺點(diǎn)是重量重,容量低；鋁殼電芯具有良好的韌性，質(zhì)量輕，比能量比功率大；鋁塑膜主要用于聚合物電芯，質(zhì)量最輕。8三、鋰離子電芯的組成結(jié)構(gòu)1.鋰離子電芯的正極8三、鋰離子電芯結(jié)構(gòu)圖

9三、鋰離子電芯結(jié)構(gòu)圖9四、鋰離子電池性能指標(biāo)2.1電池的內(nèi)阻2.2電池的開路電壓和工作電壓2.3電池的容量與比容量2.4電池的能量與比能量2.5電池的功率與比功率2.6電池的充放電倍率,時率2.7電池自放電率2.8電池放電平臺2.9電池的循環(huán)壽命10四、鋰離子電池性能指標(biāo)2.1電池的內(nèi)阻10相關(guān)名詞解釋電池的內(nèi)阻：指電流通過電池時所受到的阻力。電池的開路電壓：指外線路中沒有電流通過時，電池兩極之間的電位差。電池的工作電壓：指有電流流過外線路時，電池兩極之間的電位差。電池的容量：在一定的放電條件下可以從電池獲得的電量。電池的比容量：為了對不同電池進(jìn)行比較，引入了單位體積或單位重量的電池所給出的容量這一概念，稱之為體積比容量重量比容量。電池的能量：電池在一定放電條件下對外做功所輸出的電能，在數(shù)值上等于電池實際容量與平均工作電壓的乘積。（W=C*V平）電池的比能量：指單位體積或單位重量的電池所給出的能量，也稱能量密度。電池的功率：指電池在一定放電制度下，單位時間內(nèi)電池輸出的能量。電池的比功率：指單位質(zhì)量或單位體積電池輸出的功率。表示電池承受工作電流的大小。循環(huán)壽命：可充電池經(jīng)歷一次充放電，稱為一個周期。在一定的放電制度下，電池容量降至規(guī)定值之前，電池所經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)，稱使用周期。11相關(guān)名詞解釋電池的內(nèi)阻：指電流通過電池時所受到的阻力。11四、鋰離子電池性能指標(biāo)1、內(nèi)阻是指電池中離子、電子在導(dǎo)體中運(yùn)動的阻力。包括歐姆電阻和極化電阻。歐姆電阻包括電極材料、電解液、隔膜電阻以及各零部件接觸電阻。極化電阻是指電化學(xué)反應(yīng)極化引起的電阻，包括電化學(xué)極化和濃差極化。歐姆電阻也稱物理電阻，極化電阻也稱化學(xué)電阻。內(nèi)阻測試儀12四、鋰離子電池性能指標(biāo)1、內(nèi)阻是指電池中離子、電子在導(dǎo)體中運(yùn)四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論:歐姆電阻的構(gòu)成1)活性物質(zhì)與銅箔/鋁箔的接觸2)極耳焊接3)鉚釘制作時的各零部件的接觸電阻4)電解液的電阻5)隔膜的電阻6)電池外界各物理焊接的電阻7)各導(dǎo)體的本身電阻13四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論:歐姆電阻的構(gòu)成1)活性物質(zhì)與銅箔四、鋰離子電池性能指標(biāo)2、電池電壓2.1開路電壓指外界沒有電流流過時正、負(fù)極兩端的電位差。2.2工作電壓

指有電流通過外電路時,正、負(fù)極兩端的電位差，也稱放電電壓。14四、鋰離子電池性能指標(biāo)2、電池電壓14四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）60℃-20℃25℃-10℃充電電壓曲線圖不同溫度放電電壓曲線15四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）60℃-20℃25℃四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論：開路電壓與工作電壓1）從定義上區(qū)別：A：外電路是否開通；B：開路電壓是一定的值，工作電壓是變化的？；2）從實際效果區(qū)別：工作電壓＜開路電壓？16四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論：開路電壓與工作電壓1）從定義上四、鋰離子電池性能指標(biāo)3、電池容量（C）與比容量容量指電池在一定放電條件下從電池中獲得的電量，電池放電的容量有額定容量和實際容量之分，電池的額定容量是指電池在環(huán)境溫度為20℃±5℃條件下，以5h率放電至終止電壓時所應(yīng)提供的電量，用C5表示，常用的為恒流放電。C=I*t。國標(biāo)的標(biāo)稱容量采用0.2C放電外界獲得的電量。行業(yè)稱呼的容量往往指1C放電。電池的實際容量是指電池在一定的放電條件下所放出的實際電量，主要受放電倍率和溫度的影響（故嚴(yán)格來講，電池容量應(yīng)指明充放電條件）。容量常見單位有：mAh、Ah(1Ah=1000mAh)。

17四、鋰離子電池性能指標(biāo)3、電池容量（C）與比容量容量指電池在四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）充電曲線圖放電曲線圖18四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）充電曲線圖放電曲線圖四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論：影響電池容量的因素影響電池容量的因素主要有兩個方面：一是活性物質(zhì)的重量；二是活性物質(zhì)的利用率。活性物質(zhì)的利用率包括A、活性物質(zhì)的活性：殘余電化學(xué)反應(yīng)的能力，與其晶形結(jié)構(gòu)、制造方法和含雜質(zhì)多少有關(guān)；B、電極和電池的結(jié)構(gòu)：成型方法、極板孔徑、厚度、真實表面積大小；C、電解液的組成；D、制造工藝；E、放電制度（T放、I放、V終）19四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論：影響電池容量的因素19四、鋰離子電池性能指標(biāo)3.1鋰離子電池比容量是指單位質(zhì)量或單位體積所給出的電量，分別稱為質(zhì)量比容量Cm或體積比容量Cv。計算公式：Cm=C/m（Ah/kg）Cv=C/v（Ah/m3）

小結(jié)：電池工作時通過正、負(fù)極的電量是相等的.為防止電池短路，負(fù)極的理論電量大于正極電量。20四、鋰離子電池性能指標(biāo)3.1鋰離子電池比容量是指單位質(zhì)量或單四、鋰離子電池性能指標(biāo)4、鋰離子電池能量與比能量鋰離子電池的能量：電池在一定放電條件下對外做功所輸出的電能，在數(shù)值上等于電池實際容量與平均工作電壓的乘積。（W=C*V平）鋰離子電池的比能量：指單位體積或單位重量的電池所給出的能量，也稱能量密度。21四、鋰離子電池性能指標(biāo)4、鋰離子電池能量與比能量鋰離子電池的四、鋰離子電池性能指標(biāo)5、鋰離子電池功率與比功率鋰離子電池的功率：指電池在一定放電制度下，單位時間內(nèi)電池輸出的能量。鋰離子電池的比功率：指單位質(zhì)量或單位體積電池輸出的功率。表示電池承受工作電流的大小。22四、鋰離子電池性能指標(biāo)5、鋰離子電池功率與比功率鋰離子電池的四、鋰離子電池性能指標(biāo)6、鋰離子電池（充放電）倍率，時率n倍率是指電池在規(guī)定的時間內(nèi)放出其額定容量時所需要的電流值，它在數(shù)值上等于電池額定容量的倍數(shù)，通常以字母C表示。如電池的標(biāo)稱額定容量為10000mAh，則10A為1C（1倍率），5A則為0.5C，50A為5C，以此類推。n時率又稱小時率，是指電池以一定的電流放完其額定容量所需的小時數(shù)。如電池的額定容量為600mAh，以600mA的電流放完其額定容量需1小時，故稱600mA的電流為1小時率，以此類推。

23四、鋰離子電池性能指標(biāo)6、鋰離子電池（充放電）倍率，時率n倍四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）24四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）24四、鋰離子電池性能指標(biāo)內(nèi)容接下一個PPT討論:倍率充放電應(yīng)該是那些領(lǐng)域中的要求?1)動力電池，比如電動汽車2）航模、車模電池3）電動工具電池25四、鋰離子電池性能指標(biāo)內(nèi)容接下一個PPT討論:倍率充放電應(yīng)該

2012美思鋰電隆重推出超高性價比磷酸鐵鋰正極材料M2擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，獲國家多項專利，價格不到9W/噸

262012美思鋰電隆重推出超高性價比磷酸鐵鋰正極材料M2

希望大家學(xué)有所用！

讓我們一起攜手為中國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展揮灑青春燃燒激情譜寫行業(yè)新篇章！27

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2011-10-929動力鋰電池知識培訓(xùn)

(內(nèi)部資料)美思鋰電技術(shù)部1一、鋰離子電池的發(fā)展簡史鋰離子電池的研究始于20世紀(jì)80年代年代國家發(fā)明者發(fā)展?fàn)顩r1990年日本Nagoura等人正極用LiCoO2、負(fù)極用石油焦1990年日本Moli和Sony兩大公司推出以碳為負(fù)極的鋰離子電池1991年日本索尼公司開發(fā)了一種以聚糖醇熱解碳為負(fù)極1993年美國貝爾電訊公司報道用PVDF工藝制造成聚合物鋰離子電池30一、鋰離子電池的發(fā)展簡史鋰離子電池的研究始于20世紀(jì)80年代二、鋰離子電池的工作原理鋰離子電池是指分別用二個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池，鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負(fù)極是碳。鋰離子電池工作原理即充放電原理：當(dāng)對電池進(jìn)行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經(jīng)過電解液運(yùn)動到負(fù)極。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。同樣，當(dāng)對電池進(jìn)行放電時（即我們使用電池的過程），嵌在負(fù)極碳層中的鋰離子脫出，又運(yùn)動回正極?；卣龢O的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。在鋰電池的31二、鋰離子電池的工作原理鋰離子電池是指分別用二個能可逆地嵌入充放電過程中，鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動狀態(tài)。鋰電池就象一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象運(yùn)動員一樣在搖椅兩端來回奔跑，人們將這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的，獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”，俗稱“鋰電”。二、鋰離子電池的工作原理32充放電過程中，鋰離子處于從正極→負(fù)極→正極的運(yùn)動狀態(tài)。鋰電池鋰離子電池工作原理圖

33鋰離子電池工作原理圖5鋰離子電池的放電曲線34鋰離子電池的放電曲線6三、鋰離子電芯的組成結(jié)構(gòu)鋰離子電池一般由以下幾部分組成：1.電芯，電池能夠充放電的主體部分；2.保護(hù)電路，電池的保護(hù)線路；3.PTC，熱溫度系數(shù)保險絲；4.外殼，電池的容器；5.標(biāo)簽；6.連接器；7.鎳帶；8.高溫絕緣膠紙；9.導(dǎo)線；10.熱縮管；11.PVC套；12.NTC；13.識別電阻等等。

35三、鋰離子電芯的組成結(jié)構(gòu)鋰離子電池一般由以下幾部分組成：7三、鋰離子電芯的組成結(jié)構(gòu)1.鋰離子電芯的正極鋰離子電芯主要由：正極、負(fù)極、隔膜紙、電解液、外殼等部分組成。正極制造之前應(yīng)有工程部提供物料清單，生產(chǎn)部門根據(jù)物料清單、作業(yè)指導(dǎo)書等文件準(zhǔn)備好所需生產(chǎn)物料

2.鋰離子電芯的外殼常用的鋰離子電芯外殼有鋼殼、鋁殼、鋁塑膜等。鋼殼電芯價格便宜，容易點(diǎn)焊加工，缺點(diǎn)是重量重,容量低；鋁殼電芯具有良好的韌性，質(zhì)量輕，比能量比功率大；鋁塑膜主要用于聚合物電芯，質(zhì)量最輕。36三、鋰離子電芯的組成結(jié)構(gòu)1.鋰離子電芯的正極8三、鋰離子電芯結(jié)構(gòu)圖

37三、鋰離子電芯結(jié)構(gòu)圖9四、鋰離子電池性能指標(biāo)2.1電池的內(nèi)阻2.2電池的開路電壓和工作電壓2.3電池的容量與比容量2.4電池的能量與比能量2.5電池的功率與比功率2.6電池的充放電倍率,時率2.7電池自放電率2.8電池放電平臺2.9電池的循環(huán)壽命38四、鋰離子電池性能指標(biāo)2.1電池的內(nèi)阻10相關(guān)名詞解釋電池的內(nèi)阻：指電流通過電池時所受到的阻力。電池的開路電壓：指外線路中沒有電流通過時，電池兩極之間的電位差。電池的工作電壓：指有電流流過外線路時，電池兩極之間的電位差。電池的容量：在一定的放電條件下可以從電池獲得的電量。電池的比容量：為了對不同電池進(jìn)行比較，引入了單位體積或單位重量的電池所給出的容量這一概念，稱之為體積比容量重量比容量。電池的能量：電池在一定放電條件下對外做功所輸出的電能，在數(shù)值上等于電池實際容量與平均工作電壓的乘積。（W=C*V平）電池的比能量：指單位體積或單位重量的電池所給出的能量，也稱能量密度。電池的功率：指電池在一定放電制度下，單位時間內(nèi)電池輸出的能量。電池的比功率：指單位質(zhì)量或單位體積電池輸出的功率。表示電池承受工作電流的大小。循環(huán)壽命：可充電池經(jīng)歷一次充放電，稱為一個周期。在一定的放電制度下，電池容量降至規(guī)定值之前，電池所經(jīng)受的循環(huán)次數(shù)，稱使用周期。39相關(guān)名詞解釋電池的內(nèi)阻：指電流通過電池時所受到的阻力。11四、鋰離子電池性能指標(biāo)1、內(nèi)阻是指電池中離子、電子在導(dǎo)體中運(yùn)動的阻力。包括歐姆電阻和極化電阻。歐姆電阻包括電極材料、電解液、隔膜電阻以及各零部件接觸電阻。極化電阻是指電化學(xué)反應(yīng)極化引起的電阻，包括電化學(xué)極化和濃差極化。歐姆電阻也稱物理電阻，極化電阻也稱化學(xué)電阻。內(nèi)阻測試儀40四、鋰離子電池性能指標(biāo)1、內(nèi)阻是指電池中離子、電子在導(dǎo)體中運(yùn)四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論:歐姆電阻的構(gòu)成1)活性物質(zhì)與銅箔/鋁箔的接觸2)極耳焊接3)鉚釘制作時的各零部件的接觸電阻4)電解液的電阻5)隔膜的電阻6)電池外界各物理焊接的電阻7)各導(dǎo)體的本身電阻41四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論:歐姆電阻的構(gòu)成1)活性物質(zhì)與銅箔四、鋰離子電池性能指標(biāo)2、電池電壓2.1開路電壓指外界沒有電流流過時正、負(fù)極兩端的電位差。2.2工作電壓

指有電流通過外電路時,正、負(fù)極兩端的電位差，也稱放電電壓。42四、鋰離子電池性能指標(biāo)2、電池電壓14四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）60℃-20℃25℃-10℃充電電壓曲線圖不同溫度放電電壓曲線43四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）60℃-20℃25℃四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論：開路電壓與工作電壓1）從定義上區(qū)別：A：外電路是否開通；B：開路電壓是一定的值，工作電壓是變化的？；2）從實際效果區(qū)別：工作電壓＜開路電壓？44四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論：開路電壓與工作電壓1）從定義上四、鋰離子電池性能指標(biāo)3、電池容量（C）與比容量容量指電池在一定放電條件下從電池中獲得的電量，電池放電的容量有額定容量和實際容量之分，電池的額定容量是指電池在環(huán)境溫度為20℃±5℃條件下，以5h率放電至終止電壓時所應(yīng)提供的電量，用C5表示，常用的為恒流放電。C=I*t。國標(biāo)的標(biāo)稱容量采用0.2C放電外界獲得的電量。行業(yè)稱呼的容量往往指1C放電。電池的實際容量是指電池在一定的放電條件下所放出的實際電量，主要受放電倍率和溫度的影響（故嚴(yán)格來講，電池容量應(yīng)指明充放電條件）。容量常見單位有：mAh、Ah(1Ah=1000mAh)。

45四、鋰離子電池性能指標(biāo)3、電池容量（C）與比容量容量指電池在四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）充電曲線圖放電曲線圖46四、鋰離子電池性能指標(biāo)（以軟包電池為例）充電曲線圖放電曲線圖四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論：影響電池容量的因素影響電池容量的因素主要有兩個方面：一是活性物質(zhì)的重量；二是活性物質(zhì)的利用率。活性物質(zhì)的利用率包括A、活性物質(zhì)的活性：殘余電化學(xué)反應(yīng)的能力，與其晶形結(jié)構(gòu)、制造方法和含雜質(zhì)多少有關(guān)；B、電極和電池的結(jié)構(gòu)：成型方法、極板孔徑、厚度、真實表面積大??；C、電解液的組成；D、制造工藝；E、放電制度（T放、I放、V終）47四、鋰離子電池性能指標(biāo)討論：影響電池容量的因素19四、鋰離子電池性能指標(biāo)3.1鋰離子電池比容量是指單位質(zhì)量或單位體積所給出的電量，分別稱為質(zhì)量比容量Cm或體積比容量Cv。計算公式：Cm=C/m（Ah/kg）Cv=C/v（Ah/m3）

小結(jié)：電池工作時通過正、負(fù)極的電量是相等的.為防止電池短路，負(fù)極的理論電量大于正極電量。48四、鋰離子電池性能指標(biāo)3.1鋰離子電池比容量是指單位質(zhì)量或單四、鋰離子電池性能指標(biāo)4、鋰離子電池能量與比能量鋰離子電池的能量：電池在一定放電條件下對外做功所輸出的電能，在數(shù)值上等于電池實際容量與平均工作電壓的乘積。（W=C*V平）鋰離子電池的比能量：指單位體積或單位重量的電池所給出的能量，也稱能量密度。49四、鋰離子電池性能指標(biāo)4、鋰離子電池能量與比能量鋰離子電池的四、鋰離子電池性能指標(biāo)5、鋰離子電池功率與比功率鋰離