電池基礎(chǔ)知識2

電池基礎(chǔ)知識<1>

1、一次電池和充電電池有什么區(qū)別？

電池內(nèi)部的電化學(xué)性決定了該類型的電池是否可充，根據(jù)它們的電化學(xué)成分和電極的結(jié)構(gòu)可知，真正

的可充電電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間所發(fā)生反應(yīng)是可逆的。

理論上，這種可逆性是不會受循環(huán)次數(shù)的影響，既然充放電會在電極體積和結(jié)構(gòu)上引起可逆的變化，

那么可充電電池的內(nèi)部設(shè)計必須支持這種變化，既然，一次電池僅做一放電，它內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單得多且不

需要支持這種變化，因此，不可以將一次電池拿來充電，這種做法很危險也很不經(jīng)濟(jì)，如果需要反復(fù)

使用，應(yīng)有盡有選擇真正的循環(huán)次數(shù)在1000次左右的充電電池，這種電池也可稱為一次電池或蓄電

池。

2、一次電池和二次電池還有其他的區(qū)別嗎？

另一明顯的區(qū)別就是它們能量和負(fù)載能力，以及自放電率，二次電池能量遠(yuǎn)比一次電池高，然而他們

的負(fù)載能力相對要小。

3、可充電便攜式電池的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？

充電電池壽命較長，可循環(huán)1000次以上，雖然價格比干電池貴，但如果經(jīng)常使用的話，是比較劃算

的。充電電池的容量比同規(guī)格的堿錦電池或鋅碳電池低，比如，他們放電較快。

另一缺點(diǎn)是由于他們幾近恒定的放電電壓，很難預(yù)測放電何時結(jié)束。當(dāng)放電結(jié)束時，電池電壓會突

然降低。假如在照相機(jī)上使用，突然電池放完了電，就不得不終止。

但另一方面可充電電池能提供的容量比太部分一次電池高。

但Li-ion電池卻可被廣泛地用照相器材中，因為它容量高，能量密度大，以及隨放電深度的增加而逐

漸降低的放電電壓。

4、充電電池是怎樣實(shí)現(xiàn)它的能量轉(zhuǎn)換？

每種電池都具有電化學(xué)轉(zhuǎn)換的能力，即將儲存的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能，就二次電子（也叫蓄電池）

而言（另一術(shù)語也稱可充電使攜式電池），在放電過程中，是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能；而在充電過程中，

又將電能重新轉(zhuǎn)換成化學(xué)能。這樣的過程根據(jù)電化學(xué)系統(tǒng)不同，一般可充放電500次以上，而我司產(chǎn)

品li-ion可重復(fù)充放電1000次以上。Li-ion是一種新型的可充電便攜式電池。它的額定電壓為3.6V,

它的放電電壓會隨放電的深度逐漸衰退，不象其他充電電池一樣，在放電未，電壓突然降低。

5、什么是Li-ion電池？

Li-ion是鋰電池發(fā)展而來。所以在介紹Li-ion之前，先介紹鋰電池。舉例來講，以前照相機(jī)里用的扣

式電池就屬于鋰電池。鋰電池的正極材料是鋰金屬，負(fù)極是碳。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。回正極的鋰離子

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Li-ion的充放電過程中，鋰離

子處于從正極t負(fù)極一正極的運(yùn)動狀態(tài)。Li-ion就像一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子

就象運(yùn)動員一樣在搖椅來回奔跑。所以Li-ion又叫搖椅式電池。

6、Li-ion電池有哪幾部分組成？

（1）電池上下蓋（2）正極——活性物質(zhì)為氧化鋰鉆（3）隔膜——一種特殊的復(fù)合膜

（4）負(fù)極——活性物質(zhì)為碳（5）有機(jī)電解液（6）電池殼（分為鋼殼和鋁殼兩種）

7、Li-ion電池有哪些優(yōu)點(diǎn)？哪些缺點(diǎn)？

Li-ion具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）單體電池的工作電壓高達(dá)3.6-3.8V：

2）比能量大，目前能達(dá)到的實(shí)際比能量為100-115Wh/kg和240-253Wh/L（2倍于Nl-Cd,1.5倍于

Ni-MH），未來隨著技術(shù)發(fā)展，比能量可高達(dá)150Wh/kg和4（）0Wh/L

3）循環(huán)壽命長,一般均可達(dá)到500次以上，甚至1000次.對于小電流放電的電器，電池的使用期限將倍

增電器的競爭力.

4）安全性能好,無公害，無記憶效應(yīng).作為Li-ion前身的鋰電池，因金屬鋰易形成枝晶發(fā)生短路,縮減了

其應(yīng)用領(lǐng)域：Li-ion中不含鎘、鉛、汞等對環(huán)境有污染的元素：部分工藝（如燒結(jié)式）的Ni-Cd電池

存在的一大弊病為“記憶效應(yīng)”，嚴(yán)重束縛電池的使用，但Li-ion根本不存在這方面的問題。

5）自放電小

室溫下充滿電的Li-ion儲存1個月后的自放電率為10%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH

的30-35%。Li-ion也存在著一定的缺點(diǎn),如：

1）電池成本較高。主要表現(xiàn)在LiCoO2的價格高（C。的資源較?。?，電解質(zhì)體系提純困難。

2）不能大電流放電。由于有機(jī)電解質(zhì)體系等原因，電池內(nèi)阻相對其他類電池大。故要求較小的放電

電流密度，一般放電電流在0.5C以下，只適合于中小電流的電器使用。

3）需要保護(hù)線路控制。

A、過充保護(hù)：電池過充將破壞正極結(jié)構(gòu)而影響性能和壽命；同時過充電使電解液分解，內(nèi)部壓力

過高而導(dǎo)致漏液等問題；故必須在4.1V-4.2V的恒壓下充電；

B、過放保護(hù)：過放會導(dǎo)致活性物質(zhì)的恢復(fù)困難，故也需要有保護(hù)線路控制。

8、什么是鋰離子制造過程？

1）配料

用專門的溶液和粘接劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合，經(jīng)高速攪拌均勻后，制成漿狀的正負(fù)極

物質(zhì)。

2）涂漠

將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正負(fù)極極片。

3）裝配

按正極片——隔膜——負(fù)極片一隔膜自上而下的順序放好，經(jīng)卷繞制成電池極芯，在經(jīng)注入電解

液、封口等工藝過程，即完成電池裝配過程。制成成品電池。

4）化成

用專用的電池充放電設(shè)備對成品電池進(jìn)行充放電測試，對每一只電池都進(jìn)行檢測。篩選出合格的成品

電池，待出廠。

9、鋰離子安全特性是如何實(shí)現(xiàn)的？

為了確保Li-ion安全可靠的使用，專家們進(jìn)行了非常嚴(yán)格、周密的電池安全性能設(shè)計，以達(dá)到電

池安全考核指標(biāo)。

1）隔膜135℃自動關(guān)斷保護(hù)

采用國際先進(jìn)的Celgars2300PE-PP-PE三層復(fù)合膜。在電池升溫達(dá)到120℃的情況下，PE復(fù)合膜兩側(cè)

的膜孔閉合，電池內(nèi)阻增大，電池內(nèi)部升溫減緩，電池升溫達(dá)到135℃時，PP膜孔閉合，電池內(nèi)部斷

路，電池不再升溫，確保電池安全可靠。

2）向電解液中加入添加劑

在電池過充，電池電壓高于4.2V的條件下，電解液添加劑與電解液中其他物質(zhì)聚合，電池內(nèi)阻大幅

度增加，電池內(nèi)部形成大面積斷路，電池不再升溫。

3）電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)

電池蓋采用刻痕防爆球結(jié)構(gòu)，電池升溫時，電池內(nèi)部活化過程中所產(chǎn)生的部分氣體膨脹，電池內(nèi)壓加

大，壓力達(dá)到一定程度刻痕破裂、放氣。

4）各種環(huán)境濫用測試

進(jìn)行各項濫用實(shí)驗，如外部短路、過充、針刺、沖擊、焚燒等，考察電池安全性能。同時對電池進(jìn)行

溫度沖擊實(shí)驗和振動、跌落、沖擊等力學(xué)性能實(shí)驗，考察電池在實(shí)際使用環(huán)境焉的性能情況。

9、什么充電限制電壓？額定容量？額定電壓？終止電壓？

A、充電限制電壓

按生產(chǎn)廠家規(guī)定，電池由恒流充電轉(zhuǎn)入恒壓充電時的電壓值。

B、額定容量

生產(chǎn)廠家標(biāo)明的電池容量，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，單位為Ah（安培小時）或mAh（毫安小時）。

C、標(biāo)稱電壓

用以表示電池電壓的近似值。

D、終止電壓

規(guī)定放電終止時電池的負(fù)載電壓，其值為n*2.75V（鋰離子單體電池的串聯(lián)只數(shù)用"n”表示）。

10、為什么恒壓充電電流為逐漸減少？

因為恒流過程終止時，電池內(nèi)部的電化學(xué)極化然保持再整個恒流中相同的水平，恒壓過程，再恒定

電場作用下，內(nèi)部Li+的濃差極化在逐漸消除，離子的遷移數(shù)和速度表現(xiàn)為電流逐漸減少。

11、什么是電池的容量？

電池的容量有額定容量和實(shí)際容量之分。電池的額定量是指設(shè)計與制造電池時規(guī)定或保證電池在

一定的放電條件下，應(yīng)該放出最低限度的電量。Li-ion規(guī)定電池在常溫、恒流（1C）恒壓（4.2V）控

制的充電條件下充電3h,電池的實(shí)際容量是指電池在一定的放電條件下所放出的實(shí)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=l000mAh）＜.

12、什么是電池內(nèi)阻？

是指電池在工作時，電流流過電池內(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)阻大，會導(dǎo)致電池放電工作電壓降低，放電時間縮短。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重要參數(shù)。注：一般以充電態(tài)內(nèi)阻為標(biāo)準(zhǔn)。測量電池的

內(nèi)阻需用專用內(nèi)阻儀測量，而不能用萬用表歐姆檔測量。

13、什么是開路電壓？

是指電池在非「.作狀態(tài)卜即電路無電流流過時，電池正負(fù)極之間的電勢差.一般情況下，Li-ion

充滿電后開路電壓為4.1-4.2V左右，放電后開壓為3.0V左右，通過電池的開路電壓，可以判斷電池

的荷電狀態(tài)。

14、什么是工作電壓？

又稱端電壓，是指電池在工作狀態(tài)下即電路中有電流過時電池正負(fù)極之間電勢差。在電池放電工

作狀態(tài)下，當(dāng)電流流過電池內(nèi)部時，不需克服電池的內(nèi)阻所造成阻力，故工作電壓總是低于開路電池,

充電時則與之相反。Li-ion的放電工作電壓在3.6V左右。

15、什么是放電平臺？

放電平臺是恒壓充到電壓為4.2V并且電電流小于0.01C時停充電，然后擱置10分鐘，在任何們

率的放電電流下下放電至3.6V時的放電時間。是衡量電池好壞的重要標(biāo)準(zhǔn)。

16、什么是（充放電）倍率？時率？

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)據(jù)值上等于電池額定容量的

倍數(shù)，通常以字母C表

18＞什么是內(nèi)壓？指電池的內(nèi)部氣壓，是密封電池在充放電過程中產(chǎn)生的氣體所致，主要受電池材

料、制造工藝、電池結(jié)構(gòu)等因素影響。其產(chǎn)生原因主要是由于電池內(nèi)部水分及有機(jī)溶液分解產(chǎn)生的氣

體于電池內(nèi)聚集所致。高倍率的連續(xù)過充，會導(dǎo)致電池溫度升高、內(nèi)壓增大，嚴(yán)重時對電池的性能及

外觀產(chǎn)生破壞性影響，如漏液、鼓底，電池內(nèi)阻增大，放電時間及循環(huán)壽命變短等。Li-ion任何形

式的過以都會導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞，甚至爆炸。幫Li-ion在充電過程中需采用恒流恒壓充電方

式，避免對電池產(chǎn)生過充。

19、為什么電池要儲存一段時間后才能包裝出貨？電池的儲存性能是衡量電池綜合性能穩(wěn)定程度的

一個重要參數(shù)。電池經(jīng)過一定時間儲存后，允許電池的容量及內(nèi)阻有一定程度的變化。經(jīng)過了一段時

間的儲存，可以讓內(nèi)部各成分的電化學(xué)性能穩(wěn)定下來，可以了解該電池的自放電性能的大小，以便保

證電池的品質(zhì)。

20、為什么要化成？電池制造后，通過一定的充放電方式將其內(nèi)部正負(fù)極物質(zhì)激活，改善電池的充

放電性能及自放電、儲存等綜合性能的過程稱為化成，電池粉有經(jīng)過化成后才能體現(xiàn)真實(shí)性能。

61、正、負(fù)極正烘烤的目的是什么？除去極片內(nèi)的水份和有機(jī)溶劑。

62、正、負(fù)極片壓片的目的？使活性物質(zhì)與網(wǎng)柵及集流片接觸緊密，減小電子的移動距離，降低極

片的厚度，增加裝填量，提高電池體積的利用率從而提高電池的容量。

63、壓片厚度對電池性能有什么影響？壓片厚度太厚時，容易使電池內(nèi)活性物質(zhì)量減少，單位體積

的活性物質(zhì)量的減少和極化電位的增大，從而造成電池的容量降低。壓片厚度太薄時，容易造成電

池內(nèi)的活性物質(zhì)量增加，極片表面有效面積減小，從而造成活性材料的浪費(fèi)和大電流的困難。

64、極片稱重的目的是什么？準(zhǔn)確了解和掌握極片的敷料量。

65、配片的目的是什么？使正負(fù)極片上的活性物質(zhì)的量比例保持一致性。

66、為什么要進(jìn)行刷片操作？清除極片上的積塵，積料，毛刺等。

67、正極片采用什么極耳？采用鋁帶極耳。

68,負(fù)極片采用什么極耳？采用銀帶極耳。

69、焊接極耳的設(shè)備？正極用超聲波焊機(jī)，負(fù)極用點(diǎn)焊機(jī)。

70、卷繞車間的濕度對電池質(zhì)量有什么影響？卷繞房內(nèi)的濕度大時，極片吸水量大，增加了極片的

水份含量，在電池中產(chǎn)生氣體量增加，使電池的內(nèi)壓增加，危害電池的安全性能。水份的增加多消耗

電池中的活物質(zhì)，使電池容量下降。濕度小反之，

71、卷繞車間中空調(diào)機(jī)和除濕系統(tǒng)的作用？保持室內(nèi)的溫度恒度，減小室內(nèi)的濕度，以提高電池的性

能。

72、卷繞車間是否可用水擦地板？不可以

73、卷繞電池芯的主要注意事項1、極片與隔膜紙鋪平對齊。用手按住極片與隔膜紙時，用力大小

適中均勻。電池芯卷繞松緊適當(dāng)。

2、注意極片上有無劃痕、掉料、缺料、氣孔、起泡等不良及隔膜紙有無不良，如有作廢品處理。3、

卷繞時注意手腳的諧調(diào)性，不被卷針劃傷手。

73、電池芯貼膠紙的目的和位置？電池芯貼紙的位置在電芯卷繞成型后不變形。底部貼膠紙防止電芯

內(nèi)的正極片底部與電池外殼接觸電池造成短路。側(cè)而貼紙使電芯卷繞成型后不變形。底部貼膠紙防止

電芯內(nèi)的正極片底部與電池外殼接觸造成電池短路。

74、將極耳焊接到蓋板上采用那些設(shè)備？超聲波、對焊機(jī)。

75、電池芯電阻要求？大于20MC

76、電池芯的電阻達(dá)不到要求怎么辦？返修

77、為何極耳也要貼膠紙？增加牢固性和防止極耳接觸產(chǎn)生短路。

78、電池蓋板在使用前需要做那些檢驗？外形尺寸、形狀、厚度、絕緣懷、密封性、耐腐蝕性、材

持等項目的檢驗。

79、電池蓋板所能承受的最大壓力是多少？0.4Mpa

80＞如何防止電池漏液？防止電池漏液應(yīng)做好以下幾方面的工作：1、焊接電池外殼與蓋帽時，應(yīng)

焊接牢固、密封，焊接無漏焊、虛焊，焊縫無裂縫、裂口等不良。2、鋼珠封口時，鋼珠大小適當(dāng)，

鋼珠材質(zhì)與蓋帽材質(zhì)相同。焊接無裂口、裂縫并旦焊接牢固。3、蓋帽的正極柳接緊密，無間隙，并

且絕緣密封墊彈性適當(dāng)，耐腐蝕，不易老化。

8k如何在現(xiàn)有條件下防止未封口電池在車間吸水？1、作業(yè)電池應(yīng)少量多次?？s短電池在空氣中暴

露時間。2、作業(yè)完畢的電池及時轉(zhuǎn)送到下一工序。盡量縮短電池在制程中的停滯時間。

82、F燥房的濕度要求？相對濕度在6%以下。

83、干燥房的濕度對電池的性能有什么影響？濕度增加使電池芯的吸水量增大，使電池的容量下降，

內(nèi)壓增加。

84、如何盡量防止?jié)駳膺M(jìn)入干燥房？少進(jìn)少出，少開門，干燥房的門不能同時打開。

85,你認(rèn)為干燥房可以用水擦地板嗎？不可以。

86、電池在注液前需要做那些處理？涂膠和真空烘烤處理。

87,電池在注液前為何要進(jìn)行真空烘烤？盡量除去電芯內(nèi)的所含的水份和溶劑。

88、電池在注液前為何要稱重？以便準(zhǔn)確計算注液量多少.

89.電池注液方法？用手動注液機(jī)或自動注液機(jī)進(jìn)行注液操作。

90、如何檢驗電池是否注滿電解液？用真空抽吸測試，在注液口上用真空吸時，有電解液被抽上表

示已滿，沒有表示沒滿。

91、電解液中的LiOF6的作用？導(dǎo)電的電解質(zhì)。

92、電解液中的LiPF6的濃度?Imol/L

93、電解液中溶劑的作用？溶解電解質(zhì)，使電解質(zhì)離子化。

94、電解液的電導(dǎo)率范圍？8x10-30-1

95、電導(dǎo)率對電池工作電流的影響？電導(dǎo)率影響倍率放電率，和電池的內(nèi)阻，和電池的電壓。

96、電池的內(nèi)阻受那些因素影響？電解液的電導(dǎo)率，電池的外殼材料性能，極片的導(dǎo)電率及極耳材料

的截面積。電池焊接的質(zhì)量。

97、電池的容量受那些因素影響？正負(fù)極材料的特征的性能及材料的種類、型號和活性物質(zhì)的量。

正負(fù)極活性物質(zhì)的正確比例。

電解液的濃度和種類。生產(chǎn)制程過程。

98、你認(rèn)為如何在電池生過程中控制電池內(nèi)的水份？在生產(chǎn)制程中嚴(yán)格控制環(huán)境的濕度以及加強(qiáng)電

芯的烘烤控制電池的水份。

99、電池在帶電時可否用表測量電阻？可以

100、化成機(jī)在化成大容量電池時應(yīng)該注意什么問題？

注意電池的總功率是否超過化成機(jī)的功率。

放電深度：與電池額定容量比較，放電量的比率。

?過充（放）電：指超過電池規(guī)定的充（放）電狀態(tài)，若繼續(xù)充（放）電可能造成電池漏液或劣化。

?能量密度：指單位體積或單位質(zhì)量所釋放的能量，一般用體積能量密度（wh/D和質(zhì)量能量密度

（wh/kg）表示。

?白放電：電池充滿電之后，在與外電路沒有接觸和常溫放置的條件下，其電容量會自然衰減。在儲

存過程中，電池蓄電容量會逐漸卜降，其減少的容量與額定容量的比例，稱為自放電率。通常，環(huán)境

溫度對其影響較大，過高溫度會加速電池的自放電。電池容量衰減（自放電率）的表達(dá)方法為：%/

月。銀鎘、銀氫電池的自放電率為20-25%/月，鋰電池的自放電率為2-5%/月。

對于鋰離子電池安全性能的考核指標(biāo)，國際上規(guī)定了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，一只合格的鋰離子電池在安全

性能上應(yīng)該滿足以下條件：

（1）短路：不起火，不爆炸

（2）過充電：不起火，不爆炸

（3）熱箱試驗：不起火，不爆炸（150℃恒溫101畝11）

（4）針刺：不爆炸（用中3mm釘穿透電池）

（5）平板沖擊：不起火，不爆炸（10kg重物自1M高處砸向電池）

（6）焚燒：不爆炸（煤氣火焰燒烤電池）

鋰離子電芯的反應(yīng)機(jī)理是隨著充放電的進(jìn)行，鋰離子在正負(fù)極之間嵌入脫出，往返穿梭電芯內(nèi)部而沒

有金屬鋰的存在，因此鋰離子電芯更加安全穩(wěn)定。其反應(yīng)示意圖及基本反應(yīng)式如下所示：

二、電芯的構(gòu)造

電芯的正極是LiCoO2加導(dǎo)電劑和粘合劑，涂在鋁箔上形成正極板，負(fù)極是層狀石墨加導(dǎo)電劑及粘合

劑涂在銅箔基帶上，目前比較先進(jìn)的負(fù)極層狀石墨顆粒已采用納米碳。

根據(jù)上述的反應(yīng)機(jī)理，正極采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一種層結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定

的晶型，但當(dāng)從LiCoO2拿走XLi后，其結(jié)構(gòu)可能發(fā)生變化，但是否發(fā)生變化取決于X的大小。通過

研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)X>0.5時Lil-XCoO2的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為極其不穩(wěn)定，會發(fā)生晶型癱塌，其外部表現(xiàn)為電芯的

壓倒終結(jié)。所以電芯在使用過程中應(yīng)通過限制充電電壓來控制Lil-XCoO2中的X值，一般充電電壓

不大于4.2V那么X小于0.5,這時Lil-XCoO2的晶型仍是穩(wěn)定的。負(fù)極C6其本身有自己的特點(diǎn)，

當(dāng)?shù)谝淮位珊?，正極LiCoO2中的Li被充到負(fù)極C6中，當(dāng)放電時Li回到正極LiCoO2中，但化成

之后必須有一部分Li留在負(fù)極C6中，心以保證下次充放電Li的正常嵌入，否則電芯的壓倒很短，

為了保證有一部分Li留在負(fù)極C6中，一般通過限制放電下限電壓來實(shí)現(xiàn)。所以鋰電芯的安全充電上

限電壓".2V,放電下限電壓52.5V。

三、電芯的安全性

電芯的安全性與電芯的設(shè)計、材料及生產(chǎn)工藝生產(chǎn)過程的控制等因素密切相關(guān)。在電芯的充放電過程

中，正負(fù)極材料的電極電位均處于動態(tài)變化中，隨著充電電壓的增高，正極材料（LixCoO2）電位不

斷上升，嵌鋰的負(fù)極材料（LixC6）電位首先下降，然后出現(xiàn)一個較長的電位平臺，當(dāng)充電電壓過高

（>4.2V）或由于負(fù)極活性材料面密度相對于正極材料面密度（C/A）比值不足時,負(fù)極材料過度嵌鋰，

負(fù)極電位則迅速下降，使金屬鋰析出（正常情況下則不會有金屬鋰的的析出），這樣會對電芯的性能及

安全性構(gòu)成極大的威脅。電位變化見下圖：

在材料已定的情況下，C/A太大，則會出現(xiàn)上述結(jié)果。相反，C/A太小，容量低，平臺低，循環(huán)特性

差。這樣，在生產(chǎn)加工中如何保證設(shè)計好的C/A比成了生產(chǎn)加工中的關(guān)鍵。所以在生產(chǎn)中應(yīng)就以下幾

個方面進(jìn)行控制：

1.負(fù)極材料的處理

1）將大粒徑及超細(xì)粉與所要求的粒徑進(jìn)行徹底分離，避免了局部電化學(xué)反應(yīng)過度激烈而產(chǎn)生負(fù)反應(yīng)的

情況，提高了電芯的安全性。

2）提高材料表面孔隙率，這樣可以提高10%以上的容量，同時在C/A比不變的情況下，安全性大大

提高。處理的結(jié)果使負(fù)極材料表面與電解液有了更好的相容性，促進(jìn)了SEI膜的形成及穩(wěn)定上。

2.制漿工藝的控制

1）制漿過程采用先進(jìn)的工藝方法及特殊的化學(xué)試劑，使正負(fù)極漿料各組之間的表面張力降到了最低。

提高了各組之間的相容性，阻止了材料在攪拌過程“團(tuán)聚”的現(xiàn)象。

2）涂布時基材料與噴頭的間隙應(yīng)控制在0.2mm以卜，這樣涂出的極板表面光滑無顆粒、凹陷、劃痕等

缺陷。

3）漿料應(yīng)儲存6小時以上，漿料粘度保持穩(wěn)定，漿料內(nèi)部無自聚成團(tuán)現(xiàn)象。均勻的漿料保證了正負(fù)極

在基材上分布的均勻性，從而提高了電芯的一致性、安全性。

3.采用先進(jìn)的極片制造設(shè)備

1）可以保證極片質(zhì)量的穩(wěn)定和一致性，大大提高電芯極片均一性，降低了不安全電芯的出現(xiàn)機(jī)率。

2）涂布機(jī)單片極板上面密度誤差值應(yīng)小于±2%,極板長度及間隙尺寸誤差應(yīng)小于2mm。

3）餛壓機(jī)的混軸錐度和徑向跳動應(yīng)不大于4Rn,這樣才能保證極板厚度的一致性。設(shè)備應(yīng)配有完善的

吸塵系統(tǒng)，避免因浮塵顆粒而導(dǎo)致的電芯內(nèi)部微短路，從而保證了電芯的自放電性能。

4）分切機(jī)應(yīng)采用切刀為輯刀型的連續(xù)分切設(shè)備，這樣切出的極片不存在荷葉邊，毛刺等缺陷。同樣設(shè)

備應(yīng)配有完善的吸塵系統(tǒng)，從而保證了電芯的自放電性能。

4.先進(jìn)的封口技術(shù)

目前國內(nèi)外方形鋰離子電芯的封口均采用激光（LASER）熔接封口技術(shù)，它是利用YAG棒（鈕鋁石

榴石）激光諧振腔中受強(qiáng)光源（一般為氮燈）的激勵下發(fā)出一束單一頻率的光（X=l.06mm）經(jīng)過諧

振折射聚焦成一束，再把聚焦的焦點(diǎn)對準(zhǔn)電芯的筒體和蓋板之間，使其熔化后親合為一體，以達(dá)到蓋

板與筒體的密封熔合的日的。為了達(dá)到密封焊，必須掌握以下幾個要素：

1）必須有能量大、頻率高、聚焦性能好、跟蹤精度高的激光焊機(jī)。

2）必須有配合精度高的適用于激光焊的電芯外殼及蓋板。

3）必須有高統(tǒng)一純度的氮?dú)獗Ｗo(hù)，特別是鋁殼電芯要求氮?dú)饧兌雀?，否則鋁殼表面就會產(chǎn)生難以熔化

的A12O3（其熔點(diǎn)為2400℃）。四、電芯膨脹原因及控制

鋰離子電芯在制造和使用過程中往往會有腫脹現(xiàn)象，經(jīng)過分析與研究，發(fā)現(xiàn)主要有以卜兩方面原因：

1鋰離子嵌入帶來的厚度變化

電芯充電時鋰離子從正極脫出嵌入負(fù)極，引起負(fù)極層間距增大，而出現(xiàn)膨脹，一般而言，電芯越厚，

其膨脹量越大。

2.工藝控制不力引起的膨脹

在制造過程中，如漿料分散、C/A比離散性、溫度控制都會直接影響電芯電芯的膨脹程度。特別是水，

因為充電形成的高活性鋰碳化合物對水非常敏感，從而發(fā)生激烈的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)生的氣體造成

電芯內(nèi)壓升高，增加了電芯的膨脹行為。所以在生產(chǎn)中，除了應(yīng)對極板嚴(yán)格除濕外，在注液過程中更

應(yīng)采用除濕設(shè)備，保證空氣的干燥度為HR2%,露點(diǎn)（大氣中的濕空氣由于溫度下降,使所含的水蒸

氣達(dá)到飽和狀態(tài)而開始凝結(jié)時的溫度）小于-40℃。在非常干燥的條件下，并采取真空注液，極大地

降低了極板和電解液的吸水機(jī)率。

五、鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較

鋁殼相對于鋼殼具有很高的安全優(yōu)勢，以下是不同的壓力實(shí)驗：

注：壓力是電芯壓力為電芯內(nèi)部之壓力（單位：Kg）,表內(nèi)數(shù)據(jù)為電芯之厚度（單位：mm）由此可見鋼

殼對內(nèi)壓反映十分遲鈍，而鋁殼對內(nèi)壓反應(yīng)卻十分敏銳。因此從厚度上就基本能判斷出電芯的內(nèi)壓，

而鋼殼電芯往往隱含著內(nèi)壓帶來的不安全隱患。其中鋼殼電芯型號為063448。

第三節(jié)鋰離子電池保護(hù)線路（PCM）

由第二節(jié)鋰離子電芯的知識我們可以看出，鋰離子電池至少需要三重保護(hù)-----過充電保護(hù),過放電保護(hù),

短路保護(hù)，那么就應(yīng)而產(chǎn)生了其保護(hù)線路,那么這個保護(hù)線路針對以上三個保護(hù)要求而言：

過充電保護(hù)：過充電保護(hù)IC的原理為：當(dāng)外部充電器對鋰電池充電時，為防止因溫度上升所導(dǎo)致的

內(nèi)壓上升，需終止充電狀態(tài)。此時，保護(hù)IC需檢測電池電壓，當(dāng)?shù)竭_(dá)4.25V時（假設(shè)電池過充點(diǎn)

為4.25V）即啟動過度充電保護(hù)，將功率MOS由開轉(zhuǎn)為切斷，進(jìn)而截止充電。

過放電保護(hù)：過放電保護(hù)IC原理：為了防止鋰電池的過放電，假設(shè)鋰電池接上負(fù)載，當(dāng)鋰電池電壓

低于其過放電電壓檢測點(diǎn)（假定為2.5V）時將啟動過放電保護(hù)，使功率MOSFET由開轉(zhuǎn)變?yōu)榍袛?/p>

而截止放電，以避免電池過放電現(xiàn)象產(chǎn)生，并將電池保持在低靜態(tài)電流的待機(jī)模式，此時的電流僅

O.luAo當(dāng)鋰電池接上充電潛，且此時鋰電池電壓高于過度放電電壓時，過度放電保護(hù)功能方可解除。

另外，考慮到脈沖放電的情況，過放電檢測電路設(shè)有延遲時間以避免產(chǎn)生誤動作。

過放電保護(hù)及過充電保護(hù)IC主要生產(chǎn)廠家有:美上美（MITSUMI）,精工，臺灣富晶（DW01,FS301,302）,理

光,MOTOROLA等封裝形式主要為SOT26,SOT6

過電流及短路電流

因為不明原因（放電時或正負(fù)極遭金屬物誤觸）造成過電流或短路，為確保安全，必須使其立即停止

放電。過電流保護(hù)IC原理為，當(dāng)放電電流過大或短路情況產(chǎn)生時，保護(hù)IC將啟動過（短路）電

流保護(hù)，此時過電流的檢測是將功率MOSFET的Rds（on）當(dāng)成感應(yīng)阻抗用以監(jiān)測其電壓的下降情

形，如果比所定的過電流檢測電壓還高則停止放電，運(yùn)算公式為：

V-=IxRds（on）x2（V-為過電流檢測電壓，I為放電電流）。

假設(shè)V-=0.2V,Rds(on)=25m￡2,則保護(hù)電流的大小為I=4A?

同樣地，過電流檢測也必須設(shè)有延遲時間以防有突發(fā)電流流入時產(chǎn)生誤動作。

通常在過電流產(chǎn)生后，若能去除過電流因素(例如馬上與負(fù)載脫離)，將會恢復(fù)其正常狀態(tài)，可以再進(jìn)

行正常的充放電動作。

淺談制程檢驗

所謂制程檢驗即制造過程中的品質(zhì)檢驗。它能通過對工序產(chǎn)品的層層把關(guān)起到糾正和預(yù)防的作用和對

影響工序質(zhì)量的“5M1E”因素作定期檢查。

既然制程檢驗對工序質(zhì)量的如此重要，所以我們應(yīng)該對其高度重視及有效的實(shí)施并應(yīng)取得滿意的結(jié)

果，但事實(shí)上很多公司卻并非如此，究其原因我認(rèn)為有以下幾點(diǎn)：

1.生產(chǎn)者的自檢、互檢沒有形成或是說沒有堅持，生產(chǎn)過程中工人的操作隨意性非常大且沒有對工

人進(jìn)行質(zhì)量成績考核，這樣使得自檢、互檢形同虛設(shè)。大量的檢驗工作便全指望專檢來完成，于是專

檢就在工作現(xiàn)場疲于奔命，過程檢驗控制往往變成了該工序的終檢，未起到檢驗的預(yù)防作用。另外專

檢員在檢驗過程中也沒有明確的檢驗標(biāo)準(zhǔn)，檢驗的方式方法也不是那么的嚴(yán)謹(jǐn)，造成錯檢.漏檢不斷

出現(xiàn)，過程檢驗也就沒有很好的起到預(yù)期的質(zhì)量控制效果。2.對影響工序質(zhì)量的“人、機(jī)器設(shè)備、原

材料、工藝與程序、環(huán)境、測量工具及方法''即"5M1E”六大因素沒有一個明確的監(jiān)測和職責(zé)部門或出

現(xiàn)問題沒有一個明確的牽頭部門來處理，影響工序質(zhì)量的六大要因無法實(shí)施監(jiān)控從而失去了檢驗的預(yù)

防作用。

3.生產(chǎn)部的班組長與專檢員在分析處理問題上往往有時會從本部門的利益出發(fā)，或者由于考慮問題

的角度不同，造成矛盾較多，分歧較大，使得檢驗工作無法順利開展。另外大多數(shù)班組長與專檢員都

是從生產(chǎn)線上提上來的，對操作技術(shù)都比較了解，各有各的一套做事方法，對品質(zhì)的認(rèn)識和管理知識

都比較缺乏，在思考問題的方法上無法達(dá)成一致。班組長與專檢員的合作完成品質(zhì)、成本和交期也就

成了一句空話。

4.許多公司由于在發(fā)展的時期由于受到資金和市場的壓力肓目的追求交貨期，對成本的肓目壓縮和

忽視對管理人材的引進(jìn)。使得公司上下一心追求量而忽視了質(zhì)，也就形成了公司在發(fā)展早期操作隨意

性非常大，習(xí)慣就從那時養(yǎng)成。一些操作程序和處理問題的程序一點(diǎn)沒有。出現(xiàn)問題也就是匆忙草率

處理，以恢復(fù)生產(chǎn)為第一要務(wù)。

針對以上幾點(diǎn)我有以下幾點(diǎn)看法：

1.IS09000里講到質(zhì)量檢驗強(qiáng)調(diào)三檢制?！白詸z、互檢、專檢''以工人的自檢，工序之間的互檢為檢驗

基礎(chǔ)，以專檢為主導(dǎo)，工人在生產(chǎn)時一定要自檢.工序之間一定要互檢，防止出現(xiàn)大量的不合格品。

我想應(yīng)對工人的自檢與互檢一定要形成監(jiān)督和約束機(jī)制。工人在生產(chǎn)首件產(chǎn)品時應(yīng)先自檢，自檢合格

后報專檢核實(shí)后方可大量生產(chǎn)，工序之間的互檢也應(yīng)如此，必要時應(yīng)填寫質(zhì)量記錄，操作者簽名。讓

其對質(zhì)量負(fù)責(zé)，為不良品負(fù)一定的經(jīng)濟(jì)責(zé)任。

2.針對影響工序質(zhì)量的“5M1E”因素我們應(yīng)明確劃分其歸口部門，這樣可杜絕部門之間的糾紛，提高

解決問題的效率。

3.認(rèn)清生產(chǎn)的本質(zhì)：生產(chǎn)是運(yùn)用材料、機(jī)械設(shè)備、人，結(jié)合作業(yè)方法，使用相關(guān)檢測手段，在適宜

的環(huán)境下，達(dá)成品質(zhì)、成本、交期。從生產(chǎn)角度來說，質(zhì)量也是生產(chǎn)過程中要考慮的一個方面。針對

生產(chǎn)班組長與專檢員的工作矛盾問題：應(yīng)讓他們明白分析處理問題時按“價值流”的觀念來處理問題，

不要有部門之間的隔核，加強(qiáng)溝通，分析什么創(chuàng)造價值，什么不創(chuàng)造價值，以減少浪費(fèi)、產(chǎn)生價值為

處事原則和中心。

4.針對工人的質(zhì)量意識差和操作習(xí)慣的改變，我想應(yīng)對工人進(jìn)行大量且高密度的培訓(xùn)如“5S”

“IS09001”同時不斷的發(fā)展QC小組活動。培訓(xùn)期間不斷的利用經(jīng)濟(jì)的刺激和懲罰手段，去提高工人

的質(zhì)量意識，規(guī)范操作手法。做到文明生產(chǎn)。

總結(jié)：搞好制程檢驗應(yīng)首先落實(shí)好三檢制，看清生產(chǎn)和質(zhì)檢的本質(zhì)，強(qiáng)調(diào)分析處理問題是要從“5M1E”

因素出發(fā)，以數(shù)據(jù)說話，結(jié)合大量的統(tǒng)計知識對關(guān)鍵或?qū)|(zhì)量影響較大的工序運(yùn)用SPC系統(tǒng)控制。

現(xiàn)在質(zhì)量檢驗體系應(yīng)以預(yù)防為主檢驗為輔，制程檢驗更應(yīng)如此。

一、原理

1.0正極構(gòu)造

LiCoO2（鉆酸鋰）+導(dǎo)電劑（乙快黑）+粘合劑（PVDF）+集流體（鋁箔）正極

2.0負(fù)極構(gòu)造

石墨+導(dǎo)電劑（乙快黑）+增稠劑（CMC）+粘結(jié)劑（SBR）+集流體（銅箔）負(fù)極

3.0工作原理

3.1充電過程

如上圖一個電源給電池充電，此時正極上的電子e從通過外部電路跑到負(fù)極上，正鋰離子Li+從正

極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過”隔膜上彎彎曲曲的小洞，“游泳”到達(dá)負(fù)極，與早就跑過來的電子結(jié)合

在一起。

正極上發(fā)生的反應(yīng)為

口（：002=充電=U1-xCoO2+Xli++Xe（電子）

負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為

6C+XLi++Xe==LixC6

3.2電池放電過程

放電有恒流放電和恒阻放電，恒流放電其實(shí)是在外電路加一個可以隨電壓變化而變化的可變電

阻，恒阻放電的實(shí)質(zhì)都是在電池正負(fù)極加一個電阻讓電子通過。由此可知，只要負(fù)極上的電子

不能從負(fù)極跑到正極，電池就不會放電。電子和Li+都是同時行動的，方向相同但路不同，放

電時，電子從負(fù)極經(jīng)過電子導(dǎo)體跑到正極，鋰離子Li+從負(fù)極“跳進(jìn)”電解液里，“爬過”隔膜上彎

彎曲曲的小洞，“游泳”到達(dá)正極，與早就跑過來的電子結(jié)合在一起。

二、工藝流程

三、電池不良項目及成因：

1.容量低

產(chǎn)生原因：

a.附料量偏少；b.極片兩面附料量相差較大；c.極片斷裂；

d.電解液少；e.電解液電導(dǎo)率低；f.正極與負(fù)極配片未配好；

g.隔膜孔隙率??；h.膠粘劑老化一附料脫落；i.卷芯超厚（未烘干或電解液未滲透）

j.分容時未充滿電；k.正負(fù)極材料比容量小。

2.內(nèi)阻高

產(chǎn)生原因：

a.負(fù)極片與極耳虛焊；b.正極片與極耳虛焊；c.正極耳與蓋帽虛焊；

d.負(fù)極耳與殼虛焊;e.鉀釘與壓板接觸內(nèi)阻大；f.正極未加導(dǎo)電劑：

g.電解液沒有鋰鹽；h.電池曾經(jīng)發(fā)生短路；i.隔膜紙孔隙率小。

3.電壓低

產(chǎn)生原因：

a.副反應(yīng)（電解液分解；正極有雜質(zhì)；有水）；b.未化成好（SEI膜未形成安全）；

c.客戶的線路板漏電（指客戶加工后送回的電芯）；d.客戶未按要求點(diǎn)焊（客戶加工后的電芯）;

e.毛刺；f.微短路；g.負(fù)極產(chǎn)生枝晶。

4.超厚

產(chǎn)生超厚的原因有以下幾點(diǎn)：

a.焊縫漏氣;b.電解液分解;c.未烘干水分；

d.蓋帽密封性差;e.殼壁太厚;f.殼太厚；

g.卷芯太厚（附料太多；極片未壓實(shí)；隔膜太厚）。

5.成因有以下兒點(diǎn)

a.未化成好（SEI膜不完整、致密）：b.烘烤溫度過高-?粘合劑老化一脫料；c.負(fù)極比容量

低；

d.正極附料多而負(fù)極附料少；e.蓋帽漏氣，焊縫漏氣；f.電解液分解，電導(dǎo)率降低。

6.爆炸

a.分容柜有故障（造成過充）；b.隔膜閉合效應(yīng)差;c.內(nèi)部短路

7.短路

a.料塵；b.裝殼時裝破；c.尺刮（小隔膜紙?zhí)』蛭磯|好）；

d.卷繞不齊；e.沒包好；￡隔膜有洞;g.毛刺

8.斷路

a）極耳與伽釘未焊好，或者有效焊點(diǎn)面積??；

b）連接片斷裂（連接片太短或與極片點(diǎn)焊時焊得太*下）

配料基礎(chǔ)知識

配料基礎(chǔ)知識

一、電極的組成：

1、正極組成：

a、鉆酸鋰：正極活性物質(zhì)，鋰離子源，為電池提高鋰源。

b、導(dǎo)電劑：提高正極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償正極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。

提高正極片的電解液的吸液量，增加反應(yīng)界面，減少極化。

c、PVDF粘合劑：將鉆酸鋰、導(dǎo)電劑和鋁箔或鋁網(wǎng)粘合在一起。

d、正極引線：由鋁箔或鋁帶制成。

2、負(fù)極組成：

a、石墨：負(fù)極活性物質(zhì)，構(gòu)成負(fù)極反應(yīng)的主要物質(zhì)：主要分為天然石墨和人造

石墨兩大類。

b、導(dǎo)電劑：提高負(fù)極片的導(dǎo)電性，補(bǔ)償負(fù)極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性。

提高反應(yīng)深度及利用率。

防止枝晶的產(chǎn)生。

利用導(dǎo)電材料的吸液能力，提高反應(yīng)界面，減少極化。

（可根據(jù)石墨粒度分布選擇加或不加）。

c、添加劑：降低不可逆反應(yīng)，提高粘附力，提高漿料黏度，防止?jié){料沉淀。

d、水性粘合劑：將石墨、導(dǎo)電劑、添加劑和銅箔或銅網(wǎng)粘合在一起。

e、負(fù)極引線：由銅箔或銀帶制成。

二、配料目的：

配料過程實(shí)際上是將漿料中的各種組成按標(biāo)準(zhǔn)比例混合在一起，調(diào)制成漿料，以利于均勻涂布，保證

極片的一致性。配料大致包括五個過程，即：原料的預(yù)處理、摻和、浸濕、分散和絮凝。

三、配料原理：

(-)、正極配料原理

1、原料的理化性能。

(1)鉆酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為6-8nm,含水量式).2%,通常為堿性，PH

值為10-11左右。

鎰酸鋰：非極性物質(zhì)，不規(guī)則形狀，粒徑D50一般為5-7口m,含水量S0.2%,通常為弱堿性，PH值

為8左右。

(2)導(dǎo)電劑：非極性物質(zhì)，葡萄鏈狀物，含水量3-6%,吸油值~300,粒徑一般為主要有

普通碳黑、超導(dǎo)碳黑、石墨乳等，在大批量應(yīng)用時一般選擇超導(dǎo)碳黑和石墨乳復(fù)配；通常為中性。

(3)PVDF粘合劑：非極性物質(zhì)，鏈狀物，分子量從300,000到3,000,000不等；吸水后分子

量下降，粘性變差。

(4)NMP：弱極性液體，用來溶解/溶脹PVDF,同時用來稀釋漿料。

2、原料的預(yù)處理

(1)鈉酸鋰：脫水。一般用120oC常壓烘烤2小時左右。

(2)導(dǎo)電劑：脫水。一般用200oC常壓烘烤2小時左右。

(3)粘合劑：脫水。一般用120-140oC常壓烘烤2小時左右，烘烤溫度視分子量的大小決定。

(4)NMP：脫水。使用干燥分子篩脫水或采用特殊取料設(shè)施，直接使用。

3、原料的摻和：

(1)粘合劑的溶解(按標(biāo)準(zhǔn)濃度)及熱處理。

(2)鉆酸鋰和導(dǎo)電劑球磨：使粉料初步混合，鉆酸鋰和導(dǎo)電劑粘合在一起，提高團(tuán)聚作用和的導(dǎo)電

性。配成漿料后不會單獨(dú)分布于粘合劑中，球磨時間一般為2小時左右；為避免混入雜質(zhì)，通常使用

瑪瑙球作為球磨介子。

4、干粉的分散、浸濕：

(1)原理：固體粉末放置在空氣中，隨著時間的推移，將會吸附部分空氣在固體的表面上，液體粘

合劑加入后，液體與氣體開始爭奪固體表面；如果固體與氣體吸附力比與液體的吸附力強(qiáng)，液體不能

浸濕固體；如果固體與液體吸附力比與氣體的吸附力強(qiáng)，液體可以浸濕固體，將氣體擠出。

當(dāng)澗濕角W90度，固體浸濕。

當(dāng)潤濕角＞90度，固體不浸濕。

正極材料中的所有組員都能被粘合劑溶液浸濕，所以正極粉料分散相對容易。

(2)分散方法對分散的影響：

A、靜置法(時間長，效果差，但不損傷材料的原有結(jié)構(gòu))；

B、攪拌法；自轉(zhuǎn)或自轉(zhuǎn)加公轉(zhuǎn)(時間短，效果佳，但有可能損傷個別

材料的自身結(jié)構(gòu))。

1、攪拌槳對分散速度的影響。攪拌槳大致包括蛇形、蝶形、球形、槳形、齒輪形等。一般蛇形、蝶

形、槳型攪拌槳用來對付分散難度大的材料或配料的初始階段；球形、齒輪形用于分散難度較低的狀

態(tài)，效果佳。

2、攪拌速度對分散速度的影響。一般說來攪拌速度越高，分散速度越快，但對材料自身結(jié)構(gòu)和對設(shè)

備的損傷就越大。

3、濃度對分散速度的影響。通常情況下漿料濃度越小，分散速度越快，但太稀將導(dǎo)致材料的浪費(fèi)和

漿料沉淀的加重。

4、濃度對粘結(jié)強(qiáng)度的影響。濃度越大，柔制強(qiáng)度越大，粘接強(qiáng)度

越大；濃度越低，粘接強(qiáng)度越小。

5、真空度對分散速度的影響。高真空度有利于材料縫隙和表面的氣體排出，降低液體吸附難度；材

料在完全失重或重力減小的情況下分散均勻的難度將大大降低。

6、溫度對分散速度的影響。適宜的溫度下，漿料流動性好、易分散。太熱漿料容易結(jié)皮，太冷漿料

的流動性將大打折扣。

5、稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。

（二）、負(fù)極配料原理（大致與正極配料原理相同）

1、原料的理化性能。

（1）石墨：非極性物質(zhì)，易被非極性物質(zhì)污染，易在非極性物質(zhì)中分散；不易吸水，也不易在水中

分散。被污染的石墨，在水中分散后，容易重新團(tuán)聚。一般粒徑D50為20Hm左右。顆粒形狀多樣且

多不規(guī)則，主要有球形、片狀、纖維狀等。

（2）水性粘合劑（SBR）：小分子線性鏈狀乳液，極易溶于水和極性溶劑。

（3）防沉淀劑（CMC）：高分子化合物，易溶于水和極性溶劑。

（4）異丙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具

有強(qiáng)烈的消泡作用；易催化粘合劑網(wǎng)狀交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度。

乙醇：弱極性物質(zhì)，加入后可減小粘合劑溶液的極性，提高石墨和粘合劑溶液的相容性；具有強(qiáng)烈的

消泡作用；易催化粘合劑線性交鏈，提高粘結(jié)強(qiáng)度（異丙醇和乙醇的作用從本質(zhì)上講是一樣的，大批

量生產(chǎn)時可考慮成本因素然后選擇添加哪種）。

（5）去離子水（或蒸錨水）：稀釋劑，酌量添加，改變漿料的流動性。

2、原料的預(yù)處理：

（1）石墨：A、混合，使原料均勻化，提高一致性。B、300~400℃常壓烘烤，除去表面油性物質(zhì)，

提高與水性粘合劑的相容能力，修圓石墨表面棱角（有些材料為保持表面特性，不允許烘烤，否則效

能降低）。

（2）水性粘合劑：適當(dāng)稀釋，提高分散能力。

3、摻和、浸濕和分散：

（1）石墨與粘合劑溶液極性不同，不易分散。

（2）可先用酹水溶液將石墨初步潤濕，再與粘合劑溶液混合。

（3）應(yīng)適當(dāng)降低攪拌濃度，提高分散性。

（4）分散過程為減少極性物與非極性物距離，提高勢能或表面能，所以為吸熱反應(yīng)，攪拌時總體溫

度有所下降。如條件允許應(yīng)該適當(dāng)升高攪拌溫度，使吸熱變得容易，同時提高流動性，降低分散難度。

（5）攪拌過程如加入真空脫氣過程，排除氣體，促進(jìn)固-液吸附，效果更佳。

（6）分散原理、分散方法同正極配料中的相關(guān)內(nèi)容，在三、（一）、4中有詳細(xì)論述，在此不予詳細(xì)

解釋。

4、稀釋。將漿料調(diào)整為合適的濃度，便于涂布。

四、配料注意事項：

1、防止混入其它雜質(zhì)；

2、防止?jié){料飛濺；

3、漿料的濃度（固含量）應(yīng)從高往低逐漸調(diào)整，以免增加麻煩；

4、在攪拌的間歇過程中要注意刮邊和刮底，確保分散均勻；

5、漿料不宜長時間擱置，以免沉淀或均勻性降低；

6、需烘烤的物料必須密封冷卻之后方可以加入，以免組分材料性質(zhì)變化；

7、攪拌時間的長短以設(shè)備性能、材料加入量為主；攪拌槳的使用以漿料分散難度進(jìn)行更換，無法更

換的可將轉(zhuǎn)速由慢到快進(jìn)行調(diào)整，以免損傷設(shè)備；

8＞出料前對漿料進(jìn)行過篩，除去大顆粒以防涂布時造成斷帶；

9、對配料人員要加強(qiáng)培訓(xùn)，確保其掌握專業(yè)知識，以免醐成大禍；

10、配料的關(guān)鍵在于分散均勻，掌握該中心，其它方式可自行調(diào)整。

五、總論：隨著電池制程的日益透明，鋰離子電池生產(chǎn)廠家越來越將配料列為核心機(jī)密，因為從材

料的挑選、處理到合理搭配包含了太多技術(shù)人員的心血，同樣的材料，有的廠家用起來特別順利，有

的廠家就麻煩百出；有的廠家用中檔的材料可以做出高端的電池，而有的廠家卻使用最好的材料做成

的電池慘不忍睹：本人在此發(fā)表配料的基礎(chǔ)知識，旨在讓大家對配料的了解多一些，少走一些彎路；

但因本人水平有限，難免有疏漏之處，希望大家多多批評指正。我也期望大家在工作中認(rèn)真研究，真

誠交流，大膽創(chuàng)新，團(tuán)結(jié)起來，共同促進(jìn)中國鋰離子電池生產(chǎn)水平的提高。

鋰電池的使用與保養(yǎng)

我們愛機(jī)的鋰電池究竟要如何保養(yǎng)才算正確？這個問題一直困擾著很多手機(jī)的忠實(shí)用戶，包括我。

在查閱了一些資料之后，不久前有機(jī)會咨詢了一位電化學(xué)專業(yè)的在讀博士和國內(nèi)某知名電池研究所的

副所長?，F(xiàn)將最近獲得的一些相關(guān)知識和心得寫出來，以饗諸位讀者。

鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負(fù)極則是特殊分子結(jié)構(gòu)的碳。常見的正極材

料主要成分為LiCoO2,充電時，加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負(fù)極分

子排列呈片層結(jié)構(gòu)的碳中。放電時，鋰離子則從片層結(jié)構(gòu)的碳中析出，重新和正極的化合物結(jié)合。鋰

離子的移動產(chǎn)生了電流。

化學(xué)反應(yīng)原理雖然很簡單，然而在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，需要考慮的實(shí)際問題要多得多：正極的材

料需要添加劑來保持多次充放的活性，負(fù)極的材料需要在分子結(jié)構(gòu)級去設(shè)計以容納更多的鋰離子；填

充在正負(fù)極之間的電解液，除了保持穩(wěn)定，還需要具有良好導(dǎo)電性，減小電池內(nèi)阻。

雖然鋰離子電池很少有銀鎘電池的記憶效應(yīng)，記憶效應(yīng)的原理是結(jié)晶化，在鋰電池中幾乎不會產(chǎn)

生這種反應(yīng)。但是，鋰離子電池在多次充放后容量仍然會卜降，其原因是復(fù)雜而多樣的。主要是正負(fù)

極材料本身的變化，從分子層面來看，正負(fù)極上容納鋰離子的空穴結(jié)構(gòu)會逐漸塌陷、堵塞；從化學(xué)角

度來看，是正負(fù)極材料活性鈍化，出現(xiàn)副反應(yīng)生成穩(wěn)定的其他化合物。物理上還會出現(xiàn)正極材料逐漸

剝落等情況，總之最終降低了電池中可以自由在充放電過程中移動的鋰離子數(shù)目。

過度充電和過度放電，將對鋰離子電池的正負(fù)極造成永久的損壞，從分子層面看，可以直觀的理

解，過度放電將導(dǎo)致負(fù)極碳過度釋出鋰離子而使得其片層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，過度充電將把太多的鋰離子

硬塞進(jìn)負(fù)極碳結(jié)構(gòu)里去，而使得其中一些鋰離子再也無法釋放出來。這也是鋰離子電池為什么通常配

有充放電的控制電路的原因。

不適合的溫度，將引發(fā)鋰離子電池內(nèi)部其他化學(xué)反應(yīng)生成我們不希望看到的化合物，所以在不少

的鋰離子電池正負(fù)極之間設(shè)有保護(hù)性的溫控隔膜或電解質(zhì)添加劑。在電池升溫到一定的情況下，復(fù)合

膜膜孔閉合或電解質(zhì)變性，電池內(nèi)阻增大直到斷路，電池不再升溫，確保電池充電溫度正常。

而深充放能提升鋰離子電池的實(shí)際容量嗎？專家明確地告訴我，這是沒有意義的。他們甚至說，所謂

使用前三次全充放的"激活"，在他們兩位博士的知識里，也想不通這有什么必要。然而為什么很多人

深充放以后BatteryInformation里標(biāo)示容量會發(fā)生改變呢？后面將會提到。

鋰離子電池一般都帶有管理芯片和充電控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，存有容量、

溫度、1D、充電狀態(tài)、放電次數(shù)等數(shù)值。這些數(shù)值在使用中會逐漸變化。我個人認(rèn)為，使用說明中

的"使用一個月左右應(yīng)該全充放一次”的做法主要的作用應(yīng)該就是修正這些寄存那里不當(dāng)?shù)闹?，使得?/p>

池的充電控制和標(biāo)稱容量吻合電池的實(shí)際情況。

充電控制芯片主要控制電池的充電過程。鋰離子電池的充電過程分為兩個階段,恒流快充階段（電

池指示燈呈黃色時）和恒壓電流遞減階段（電池指示燈呈綠色閃爍。恒流快充階段，電池電壓逐步

升高到電池的標(biāo)準(zhǔn)電壓，隨后在控制芯片下轉(zhuǎn)入恒壓階段，電壓不再升高以確保不會過充，電流則隨

著電池電量的上升逐步減弱到0,而最終完成充電。

電量統(tǒng)計芯片通過記錄放電曲線（電壓，電流，時間）可以抽樣計算出電池的電量，這就是我們

在BatteryInformation里讀到的wh.值。而鋰離子電池在多次使用后，放電曲線是會改變的，如果

芯片一直沒有機(jī)會再次讀出完整的一個放電曲線，其計算出來的電量也就是不準(zhǔn)確的。所以我們需要

深充放來校準(zhǔn)電池的芯片。最后我對電池的保養(yǎng)的看法是：

1.不必刻意保證每一次都放完電了再充；

2.一段時間可做一次保護(hù)電路控制下的深充放以修正電池的電量統(tǒng)計，但這不會提高你電池的

實(shí)際容量。

3.長期不用的電池，應(yīng)放在陰涼的地方以減弱其內(nèi)部自身鈍化反應(yīng)的速度。4.保護(hù)電路

也無力監(jiān)控電池的自放電，長期不用的電池，應(yīng)充入一定的電量以防電池在存貯中自放電過量導(dǎo)致過

度放電的損壞。

其實(shí)電池沒有太多要顧及的使用注意，換句話說是顧及也沒有太大用。一個電池能使用多少次，

也許差別更多的來自電池本身制造中的個體差異，而不是使用方法。選擇具有良好口碑的手機(jī)品牌，

無疑是日后電池使用長壽命的保障之一。

請大家一起發(fā)表收集一些鉛酸電池的基礎(chǔ)知識-一起學(xué)習(xí)

1.引言

自1859年普蘭特發(fā)明鉛酸電池和1868年勒克朗謝制成鋅鎰干電池以

來，經(jīng)過一百多年的發(fā)展，電池制造技術(shù)和電池應(yīng)用技術(shù)都取得了椎極為豐碩

的成果。目前，世界上不同系列不同型號和規(guī)格的產(chǎn)品己達(dá)到一千余種，電池

工業(yè)也己形成獨(dú)立完整的工業(yè)體系。電池的應(yīng)用也幾乎涉及到生活中的方方

面面，電池技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，極大地豐富了現(xiàn)代生活，也加快了科技發(fā)展的

步伐?，F(xiàn)代移動通訊、家用電器、電腦、玩具，甚至汽車的發(fā)展，都與電池技術(shù)

的發(fā)展密不可分。人造衛(wèi)星、宇宙飛船、火車、汽車、潛艇、魚雷、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、火箭、飛機(jī)等高科

技產(chǎn)品中也廣泛地應(yīng)用了電池技術(shù)。電池已成為現(xiàn)代生

活中不可或缺的最簡單方便的能源。

隨著高新技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，對電池技術(shù)也提出了更高的要求。清潔、環(huán)

保，高效、價廉，應(yīng)用更廣泛的電池產(chǎn)品將成為新時代的新寵，這就要求電池制造技術(shù)的創(chuàng)新和電池

性能、質(zhì)量和價格的創(chuàng)新。鋅鎰電池、鉛酸蓄電池、鋰離子電池、氫銀電池、鎘銀電池、可充電電

池、燃料電池、太陽能電池必將成為新世紀(jì)最受歡迎的電池產(chǎn)品。因而，改進(jìn)電池制造技術(shù)、提高電

池質(zhì)量、加快電池生產(chǎn)和檢測的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，成為當(dāng)前電池生產(chǎn)廠家和電池應(yīng)用企、也最為緊迫的事情。

由于鉛酸蓄電池具有價格低廉，原料易得，使用可靠，又可大電流放電等優(yōu)點(diǎn)，因此，一直是化學(xué)電

源中產(chǎn)量大應(yīng)用范圍廣的產(chǎn)品。

參考論題：

A。原料鉛方面-國產(chǎn)鉛和進(jìn)口鉛的比較（冶煉方法；微量元素，如鈕，銀，鋅等不同）

Bo鉛粉制作方法（鉛粉機(jī)的大小，鉛粉顆粒大小和粒度分布對電池影響等）

C.和鉛膏工藝（過程控制，硫酸鉛含量，水分，密度）

D。熟成工藝（溫度，濕度，時間，程序設(shè)置）

Eo化成工藝（酸比重，溫度，充電程序等）

當(dāng)然，大家都很想看到的是一些實(shí)用的，而不是書本上很容易找到的。

鋰離子電池基礎(chǔ)知識（詳）！

-、鋰離子電池名稱簡介

現(xiàn)已廣泛被大家使用的鋰離子電池是由鋰電池發(fā)展而來的。所以在認(rèn)識鋰離子電池之前，我們先來

介紹一下鋰電池。

舉例來講，以前照相機(jī)里用的扣式電池就屬于鋰電池。鋰電池的負(fù)極材料是鋰金屬，正極材料是碳

材。按照大家習(xí)慣上的命名規(guī)律，我們稱這種電池為鋰電池。

鋰離子電池的正極材料是氧化鉆鋰，負(fù)極材料是碳材。電池通過正極產(chǎn)生的鋰離子在負(fù)極碳材中的

嵌入與遷出來實(shí)現(xiàn)電池的充放電過程，為了區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的鋰電池，所以人們稱之為鋰離子電池。

二、鋰離子電池的廣泛用途

發(fā)展高科技的目的是為了使其更好的服務(wù)于人類。鋰離子電池自1990年問世以來，因其卓越的性能

得到了迅猛的發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用于社會。鋰離子電池以其它電池所不可比擬的優(yōu)勢迅速占領(lǐng)了許多

領(lǐng)域，象大家熟知的移動電話、筆記本電腦、小型攝像機(jī)等等，且越來越多的國家將該電池應(yīng)用于軍

事用途。應(yīng)用表明，鋰離子電池是一種理想的小型綠色電源。

三、鋰離子電池的主要構(gòu)成

(1)電池蓋

(2)正極--活性物質(zhì)為氧化鉆鋰

(3)隔膜一一種特殊的復(fù)合膜

<4)負(fù)極一活性物質(zhì)為碳

(5)有機(jī)電解液

(6)電池殼

四、鋰離子電池的優(yōu)越性能

我們經(jīng)常說的鋰離子電池的優(yōu)越性是針對于傳統(tǒng)的銀鎘電池(Ni/Cd)和銀氫電池(Ni/MH)來講的。

那么，鋰離子電池究竟好在哪里呢？

(1)工作電壓高

(2)比能量大

(3)循環(huán)壽命長

(4)自放電率低

(5)無記憶效應(yīng)

(6)無污染

以下是銀鎘、鍥氫、鋰離子電池性能的對比：

技術(shù)參數(shù)銀鎘電池銀氫電池鋰離子電池

工作電壓(V)1.21.23.6

重量比能量(Wh/Kg)5065105-140

體積比能量(Wh/1)150200300

充放電壽命(次)5005001000

自放電率(％/月)25-3030-356-9

有無記憶效應(yīng)有有無

有無污染有無無

(注：充電速率均為1C)

五、鋰離子電池的工作原理

大家都已知道，鋰離子電池的正極材料是氧化鉆鋰，負(fù)極是碳。

鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。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，到達(dá)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。

同樣道理，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

回到正極?；氐秸龢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。

不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處于從正極一負(fù)極—正極的運(yùn)動狀態(tài)。如果

我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優(yōu)秀的運(yùn)動健將,

在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們乂給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。

六、鋰離子電池的組裝過程

鋰離子電池的工藝技術(shù)非常嚴(yán)格、復(fù)雜，這里只能簡單介紹一下其中的幾個主要工序。

(1)制漿

用專門的溶劑和粘接劑分別與粉末狀的正負(fù)極活性物質(zhì)混合，經(jīng)高速攪拌均勻后，制成漿狀的正

負(fù)極物質(zhì)。

<2)涂膜

將制成的漿料均勻地涂覆在金屬箔的表面，烘干，分別制成正負(fù)極極片。

(3)裝配

按正極片-隔膜-負(fù)極片-隔膜自上而下的順序放好，經(jīng)卷繞制成電池極芯，再經(jīng)注入電解液、封

口等工藝過程，即完成電池的裝配過程，制成成品電池。

<4)化成

用專用的電池充放電設(shè)備對成品電池進(jìn)行充放電測試，對每一只電池都進(jìn)行檢測，篩選出合格的

成品電池，待出廠。

七、鋰離子電池的安全特性

鋰離子電池已非常廣泛的應(yīng)用于人們的日常生活中，所以它的安全性能絕對應(yīng)該是鋰離子電池的第

一項考核指標(biāo)。對于鋰離子電池安全性能的考核指標(biāo)，國際上規(guī)定了非常嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，一只合格的鋰

離子電池在安全性能上應(yīng)該滿足以下條件。

(1)短路：不起火，不爆炸

(2)過充電：不起火，不爆炸

(3)熱箱試驗：不起火,不爆炸(150℃恒溫10min)

(4)針剌：不爆炸(用中3mm釘穿透電池)

(5)平板沖擊：不起火，不爆炸(10kg重物自1M高處砸向電池)

(6)焚燒：不爆炸(煤氣火焰燒烤電池)

八、鋰離子電池安全特性是如何實(shí)現(xiàn)的？

為了確保鋰離子電池安全可*的使用，專家們進(jìn)行了非常嚴(yán)格、周密的電池安全設(shè)計，以達(dá)到電池安

全考核指標(biāo)。

(1)隔膜135℃自動關(guān)斷保護(hù)

采用國際先進(jìn)的Celgard2300PE-PP-PE三層復(fù)合膜。在電池升溫達(dá)到120℃的情況下，復(fù)合膜兩

側(cè)的PE膜孔閉合，電池內(nèi)阻增大，電池內(nèi)部升溫減緩，電池升溫達(dá)到135℃時，PP膜孔閉合，電池

內(nèi)部斷路，電池不再升溫，確保電池安全可*。

(2)向電液中加入添加劑

在電池過充，電池電壓高于4.2v的條件下，電液添加劑與電液中其他物質(zhì)聚合，電池內(nèi)阻大副

增加，電池內(nèi)部形成大面積斷路，電池不再升溫。

(3)電池蓋復(fù)合結(jié)構(gòu)

電池蓋采用刻痕防爆結(jié)構(gòu)，電池升溫時，電池內(nèi)部活化過程中所產(chǎn)生的部分氣體膨脹，電池內(nèi)壓

加大，壓力達(dá)到一定程度刻痕破裂、放氣。

(4)各種環(huán)境濫用試驗

進(jìn)行各項濫用試驗，如外部短路、過充、針刺、平板沖擊、焚燒等，考察電池的安全性能。同時對

電池進(jìn)行溫度沖擊試驗和振動、跌落、沖擊等力學(xué)性能試驗，考察電池在實(shí)際使用環(huán)境下的性能情況。

九、鋰離子電池是一種新型綠色環(huán)保電池

“愛護(hù)環(huán)境，保護(hù)地球”是我們每一個人義不容辭的責(zé)任。如何把我們的環(huán)境理念在行動上反應(yīng)出來

呢？

作為電池消費(fèi)者，應(yīng)該購買、使用新型綠色環(huán)保電池；作為電池制造商，應(yīng)該生產(chǎn)新型綠色環(huán)保

電池。只有經(jīng)過大家的共同努力，才能創(chuàng)建、保護(hù)我們美麗和諧的自然環(huán)境。

新型綠色環(huán)保電池是指近年來已投入使用或正在研制開發(fā)的一類高性能、無污染的電池。目前已經(jīng)

大量使用的鋰離子電池、金屬氫化物銀電池和正在推廣使用的無汞堿性鋅鎰電池以及正在研制開發(fā)的

鋰或鋰離子期料電池、燃料電池、電化學(xué)貯能超級電容器都屬于新型綠色環(huán)保電池的范疇。此外，目

前已廣泛應(yīng)用的利用太陽能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的太陽電池(乂稱光伏發(fā)電)，也屬于這一范疇。

化學(xué)電源基礎(chǔ)知識

第一章基礎(chǔ)'理論

1971年意大利人伏打發(fā)現(xiàn)了生物電，從而發(fā)明了伏開始。堿性電池在中國是90年代初得到了迅猛發(fā)