鋰電池的知識手冊

1、.鋰離子電池的電化學原理是什么？鋰離子電池正極主要成分為 LiCoO2,負極主要為 C, 充電時正極反應： LiCoO2Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-負極反應： C + xLi+ + xe-CLix電池總反應： LiCoO2 + CLi1-xCoO2 + CLix放電時發(fā)生上述反應的逆反應。電池的主要結構組成是什么?電池的主要組成部分為：正極片、負極片、隔膜紙、蓋帽、外殼、絕緣層。手機鋰電池由哪些部分組成及各部分的功能是什么 ?手機鋰電池主要由塑膠殼上下蓋、鋰電芯、保護線路板 (PCB)和可恢復保險絲（ polyswitch ）組成。有的廠家還配置了NTC、識別電阻、震動馬達或充

2、電電路等元件。各部分功能如下：(1) 鋰電芯：提供可充放電源。(2) 保護線路板 (PCB)：防止電池過充過放短路。(3) 可恢復保險絲 (PTC)：正熱敏電阻起到高溫保護作用同時又是保護線路板失效后的二重保護。(4) 可恢復保險絲 (NTC) ：負熱敏電阻 ,感應電池內部溫度起到低溫保護作用。(5) 識別電阻：識別原裝電池非原裝電池不能使用。.電池的包裝材料有哪些?(1) 不干介子紙 (如纖維紙雙面膠 )(2) PVC 膜商標管(3) 連接片 (不銹鋼片、純鎳片、鍍鎳鋼片 )(4) 引出片 (不銹鋼片 -易于焊錫、純鎳片 -點焊牢 )(5) 插頭類(6) 保護元器件類 (如溫控開關過流保護器

3、限流電阻 )(7) 紙箱紙盒(8) 塑料殼類電池包裝組合及設計的目的是什么?(1) 美觀品牌印字商標的設計(2) 電池電壓的限制 (要獲得較高電壓需串聯多只電池 )(3) 保護電池 ,防止短路 ,延長電池使用壽命(4) 尺寸的限制(5) 便于運輸 (如紙箱 .紙盒的設計等 )(6) 特殊功能的設計 (如防水、特殊外型設計等 )所謂鋰離子電池就是使用能夠吸藏?脫離鋰離子的碳材料作為負極活性物質的電池，鋰離子符號為Li-ion 。大家知道作為電池一般都是由正極，負極，隔膜，電解液等基本的元素組成，那么鋰離子電池所用的這些材料一般是以下一些物質：正極：鈷酸鋰（ LiCoO2 ）、鎳酸鋰（ LiNiO

4、2 ）錳酸鋰 LiMn 2 O 4 ）等；.負極：人造石墨系列、天然石墨系列、焦炭系列等等；隔膜：聚乙烯（ PE ）、聚丙?。?PP ）等組成的單層或者多層的微多孔薄膜；電解液：碳酸丙稀酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、二甲基碳酸酯（DMC ）、二乙基碳酸酯（ DEC）、甲基乙基碳酸酯（ MEC ）等組成的一元、二元或者三元的混合物。市場上所售的鋰離子電池大多是以鈷酸鋰為正極， 石墨系列為負極的電池。鋰離子電池的工作機理是：電池充電時，正極材料中的鋰形成離子溶出，嵌入到負極改性石墨層中；電池放電時，鋰離子從石墨層中脫嵌，穿過隔離膜回填到正極鈷氧化鋰 的層狀結構中。隨充放電的進行鋰離子不斷的從正極

5、和負極中嵌入和脫出，所以也有人稱其為 “搖椅電池 ”鋰離子電池單體的 額定電壓 為3.6V,充電限制電壓 為 4.2V，放電限制電壓 為 2.5V。鋰離子電池的充電過程分為兩個步驟：先是恒流充電，其電流恒定，電壓不斷升高，當電壓充到 4.2V 的時候自動轉換為恒壓充電，在恒壓充電時電壓恒定，電流是越來越小的直到充電電流小于預先設定值為止，所以有人用直充對手機電池進行充電的時候明明電量顯示已經滿格了，可是還是顯示正在充電，其實這個時候的電壓已經達到了4.2V 所以電量顯示為滿格，.那時就是在進行恒壓充電過程，那么有人也許會問，為什么要進行恒壓充電呢，直接用恒流充到4.2V 不就行了嗎，其實很容易

6、解釋，因為每一個電池都有一定的內阻，當用恒流進行充電到4.2V 的時候，這個4.2V其實并不是電池實際的電壓，而是電池的電壓加上電池內阻上消耗的電壓之和，如果電流很大那么在內阻上消耗的電壓也就很大，所以那是實際電池的電壓可能比4.2V 小很多，所以要用恒壓充電過程， 把充電的電流慢慢降下來，這樣電池的實際電壓就很接近4.2V。大家在使用鋰離子電池的過程中其實沒有必要了解這么多，大家只要知道如何的充電，如何的放電，如何的使用才能使電池最大限度的發(fā)揮作用和保持良好的循環(huán)性能。下面呢我就這一方面談談我的一些看法：1鋰離子電池最好是使用原裝的充電器，否則會一定程度的損壞電池和響其使用壽命；2對于直充和

7、座充的問題，我認為，如果時間允許的情況下最好用座充這樣既可以延長電池的使用壽命同時也可以增加單次的充電容量；3如果電池長時間的不使用，那么最好是充入40左右的電量在1030的溫度下保存，并每半年左右補一次電；4對于剛買的新電池，有人說前三次充電必須要充十幾個小時以便充分激活電池，我認為沒有這個必要，當然對于新電池來說前幾次的容量可能比以后會有所減少，那是電池長期存儲，活性物質表面鈍化造成的，我認為前幾次充電用座充充到綠燈亮以后一兩個小時足夠了，當然充電時間會隨你的充電器的充電電流和你電池的容量的不同會有變化，總之并不是充電時間越長越好， 這樣非但不能激活電池， 相反會影響壽命， 嚴重的話（如.

8、果你的充電器電壓精度控制不夠）還會爆炸。5在電池的長期使用過程中往往大家有一個認識上的誤區(qū)，我有必要跟大家說說，大家往往認為電池的使用次數是一定的，比如是500 次，所以呢每一次都要充分的利用，所以就要求每一次充電一定要盡量的充滿，每一次放電呢要盡量的放干凈，似乎這樣使用才是最有效的利用，其實不然，電池的使用壽命跟你的使用情況是存在一定的關系，假如你電池的循環(huán)壽命是500 次的話，如果你使用得當，那么也許它可以使用700800次，所以說正確的使用方法是充電不要充太滿， 90 左右就夠了，在使用過程中看到電量低了，馬上就可以充電，而不要等到它自動關機甚至自動關機以后還不進行充電， 我們在實驗室曾

9、經做過這樣的試驗： 80 DOD 的電池的使用壽命比 100DOD 的電池的使用壽命長 30左右；6還有一點也很重要，鋰離子電池對充電器要求很嚴格，對于充電電壓的限制很嚴格， 你必須看清楚它的要求是 4.1V 還是 4.2V ，因為如果負極使用的時石墨系列，那么限制電壓時 4.2V ，如果負極用的是焦炭系列的話那么限制電壓是 4.1V, 這個一般電池上都會說明的，總之充電器和電池一定要匹配，你不能用 4.2V 的充電器去充 4.1V 的電池；7還有一點必須強調：絕對不能用充鎳 ?氫電池或者鎳 ?鉻電池的充電器來充鋰離子電池，這樣不僅會損壞電池而且有可能會爆炸；.8鋰離子電池沒有記憶功能，所以每

10、次充電不像鎳?氫電池和鎳 ?鉻電池一樣需要放電，它可以隨時隨地的進行充放電?？偟膩碚f ,不要迷信 12 小時的頭三次充電 ,也不要總是害怕而去故意放電,要盡量是用完充 ,充滿用 ,不要過于的去強調什么,手機電池的壽命是很長的,否則只會弄巧成拙 .電池常用標準有哪些？電池常用 IEC 標準有：鎳鎘電池的標準為IEC602851999;鎳氫電池的標準為IEC614361998.1;鋰電池的標準為IEC619602000.11。電池常用國家標準有：鎳鎘電池的標準為 GB/T 11013_1996，GB/T 18289_2000; 鎳氫電池的標準為 GB/T 15100_1994，GB/T 18288

11、_2000; 鋰電池的標準為 GB/T 10077_1998，YD/T 998_1999， GB/T 18287_2000。另外電池常用標準也有日本工業(yè)標準JIS C 關于電池的標準及 SANYO 和 PANASONIC 公司制定的關于電池企業(yè)標準。鋰電池的標示怎么辨別根據 IEC61960 標準二次鋰電池的標識如下:.1. 電池標識組成 3 個字母后跟 5 個數字（圓柱形）或 6 個數字（方形）2. 第一個字母表示電池的負極材料 : I 表示有內置電池的鋰離子 ; L 表示鋰金屬電極或鋰合金電極 ;3. 第二個字母表示電池的正極材料 : C 基于鈷的電極 ; N 基于鎳的電極M 基于錳的電極

12、 ; V 基于釩的電極 .4. 第三個字母表示電池的形狀 : R 表示圓柱形電池 ; L 表示方形電池 .5. 數字圓柱形電池 5 個數字分別表示電池的直徑和高度。直徑的單位為毫米，高度的單位為十分之一毫米。直徑或高度任一尺寸大于或等于100mm 時兩個尺寸之間應加一條斜線。方型電池的6 個數字分別表示電池的厚度、寬度和高度（單位毫米） ,三個尺寸任一個大于或等于100mm 時尺寸之間應加斜線，三個尺寸中若有任一小于1mm,則在此尺寸前加字母t，此尺寸單位為十分之一毫米。例如：ICR18650 表示一個圓柱形二次鋰離子電池正極材料為鈷其直徑約為18mm 高約為65mm。ICP083448 表示

13、一個方形二次鋰離子電池正極材料為鈷其厚度約為8mm,寬度約為34mm 高約為48mm。ICP08/34/150 表示一個方形二次鋰離子電池正極材料為鈷其厚度約為8mm,寬度約為34mm 高約為150mm。ICPt73448 表示一個方形二次鋰離子電池正極材料為鈷其厚度約為.0.7mm,寬度約為34mm 高約為 48mm什么是聚合物鋰電池根據鋰離子電池所用電解質材料不同，鋰離子電池可以分為液態(tài)鋰離子電池 (lithiumionbattery,簡稱為LIB) 和聚合物鋰離子電池(polymerlithiumionbattery,簡稱為LIP) 兩大類。聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態(tài)鋰離子都

14、是相同的，電池的工作原理也基本一致。它們的主要區(qū)別在于電解質的不同 , 鋰離子電池使用的是液體電解質 , 而聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替 ,這種聚合物可以是 “干態(tài) ”的,也可以是 “膠態(tài) ”的,目前大部分采用聚合物膠體電解質。聚合物鋰離子電池可分為三類：（ 1）固體聚合物電解質鋰離子電池。電解質為聚合物與鹽的混合物，這種電池在常溫下的離子電導率低，適于高溫使用。（ 2）凝膠聚合物電解質鋰離子電池。即在固體聚合物電解質中加入增塑劑等添加劑，從而提高離子電導率，使電池可在常溫下使用。（ 3）聚合物正極材料的鋰離子電池。采用導電聚合物作為正極材料，其比能量是現有鋰離子電池的 3 倍，

15、是最新一代的鋰離子電池。由于用固體電解質代替了液體電解質 ,與液態(tài)鋰離子電池相比，聚合物鋰離子電池具有可薄形化、任意面積化與任意形狀化等優(yōu)點，也不會產生漏液與燃燒爆炸等安全上的問題，因此可以用鋁塑復合薄膜制造電池外殼，從而可以提高整個電池的比容量；聚合物鋰離子電池還可以采用高分子作正極材料，其質量比能量將會比目前的液態(tài)鋰離子電池提高 50以上。此外,聚合物鋰離子電池在工作電壓、充放電循環(huán)壽命等方面都比鋰離子電.池有所提高。基于以上優(yōu)點，聚合物鋰離子電池被譽為下一代鋰離子電池。聚合物鋰離子的發(fā)展趨勢展望聚合物鋰離子電池在全球技術成熟并商業(yè)化已經 2 年多時間了，雖然銷量在快速增長，但其市場份額尚

16、低于 10%，與液態(tài)鋰電 90%的市場份額無法相比，大大低于人們的預期。由于各種原因，目前市場上聚合物的價格普遍要高于液態(tài)鋰電，但是，由于移動電器的競爭模式正在悄悄地發(fā)生變化，特別是聚合物電池給移動電器帶來的設計價值創(chuàng)新（如 4mm 厚度以下的優(yōu)越性能、 大型規(guī)格電池），聚合物電池正被越來越多的手機、移動 DVD 等設計人員所認識，因而聚合物廠商還是信心十足，堅信聚合物的時代一定會到來?？梢詮氖謾C的發(fā)展看聚合物鋰離子電池的發(fā)展趨勢。目前手機有以下幾個發(fā)展趨勢：(1) 手機本身向小型化、超薄化方向發(fā)展，以方便消費者的攜帶；(2) 手機設計的個性化，表現在設計理念已經不再是原來方方正正的形狀，不規(guī)

17、則形狀、曲線、弧面設計造型成為手機設計美學化的主流；(3) 使用彩屏、手機功能的不斷增加。為了使手機小型化，電池減小、減薄是一個最有效的途徑。 4mm 以下厚度電池有成為薄型手機配置的主流趨勢，從性價比來講，這是聚合物的特長。不規(guī)則形狀、曲線、弧面設計造型的手機給電池留下的有效空間變成了不規(guī)則形狀。液態(tài)的長方型不能有效利用空間，容量較低，而疊片式聚合物可以將這種不規(guī)則空間最有效地利用起來，使容量放大。最近 TCL 金能公司推出的圓弧型電池、梯形電池、背包電池能使手機比使用相應規(guī)格的液態(tài)電池容量增加.50%以上。手機功能越來越多， 導致耗電越來越多。 要求電池容量相應地增加。在不增加電池厚度的情

18、況下，聚合電池是有明顯優(yōu)勢的。與此相似，筆記本電腦、藍牙耳機、小靈通手機、移動 DVD 等電器都在向移動、便攜化方向發(fā)展，都配上了液晶顯示，而且功能在不斷增多，液晶屏幕在不斷增大。這些都給聚合物鋰離子電池提供了無限的商機。鋰電池產業(yè)趨勢目前動力電池主要是鎳氫電池和鋰電池 2 種形式，混合動力電池目前多采用鎳氫材料， 但由于鎳氫電池的一些技術性能已經接近理論極限值， 因此并不被認為是未來的發(fā)展方向。相對而言，鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質量輕、能量密度大、無記憶效應、無污染、自放電小、循環(huán)壽命長，得到廣泛的認可。自從商業(yè)化以來，鋰離子電池不斷攻城略地， 已在便攜式電器如手提電腦、攝像機、移

19、動通訊中得到普遍應用。我國的鋰離子電池研究開發(fā)項目一直是863 計劃的重點項目，從移動電子設備用小型電池開始，連續(xù)20 年獲得支持。根據統(tǒng)計 ,目前全國實現磷酸鐵鋰批量生產的企業(yè)有 12 家,年產量 2400 噸。小型鋰離子電池已形成年產 2 億只以上的生產能力， 日本 SONY、三洋等公司也將生產廠建到中國。 大部分材料實現了國產化， 國內已自建和引進多條生產線，配套材料廠也有很多個，均已形成大規(guī)模生產，市場競爭激烈。2009 年以來，受全球金融危機的影響， 我國注冊鋰電池企業(yè)的 1500 多家，實際在市場活躍的卻只不過百家左右， 面對全球性的金融危機， 將給鋰電行業(yè)帶來長遠的推動作用。 然

20、而我國發(fā)展鋰離子電池具有獨特優(yōu)勢： 除了鋰離子電.池本身所具備的性能優(yōu)勢外,以鋰離子電池作為為混合動力汽車乃至純電動汽車的儲能設備 ,發(fā)展鋰電汽車我國具有得天獨厚的條件,其一 ,資源優(yōu)勢。鋰電汽車的最主要關鍵部件是鋰離子動力電池和永磁同步電機,鋰離子動力電池的主要原材料鋰、錳、鐵、釩等在我國都是富產資源。而我國更是永磁同步電機中永磁材料 稀土資源的大國 ,為鋰電汽車提供了材料保證。其二,技術優(yōu)勢。我國的小功率鋰離子電池早已經產業(yè)化,形成了上下游結合的完整產業(yè)鏈,電池產品超過世界市場的三分之一,鋰離子動力電池技術已經達到國際先進水平,產業(yè)化條件也基本成熟。因此,無論是鋰離子電池本身特點,還是我國目前的現狀 ,發(fā)展鋰離子動力電池都將是我國新能源汽車產業(yè)化的主要方向。在未來動力能源市場，鋰離子電池將是一枝獨秀。隨著手機、筆記本電腦、數碼相機等的消費和便攜式電子產品的持續(xù)走強 ,鋰離子電池的市場需求一直保持相當高的增長速度 ,市場對于鋰