鋰電池基本知識(shí)培訓(xùn)

1、鋰電池基本知識(shí)培訓(xùn)鋰電池基本知識(shí)培訓(xùn)技術(shù)科：李小濤技術(shù)科：李小濤2014.2.28鋰電池基本原理鋰電池基本原理 鋰離子電池一般分為兩種：可充電的和不可充電的。本文所講的都是可充電式的鋰離子二次電池。目前多氟多新能源公司所制造的為可充電式鋰離子二次電池。電池的使用過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是電能和化學(xué)能不斷轉(zhuǎn)化的過(guò)程。鋰離子電池在使用過(guò)程中，鋰離子在正負(fù)極之間來(lái)回遷移，從而不斷儲(chǔ)存或釋放能量。 鋰離子電池根據(jù)組裝方式不同，分為疊片式和卷繞式。上圖所示的為圓柱電池和方型卷繞電池。我公司生產(chǎn)的鋰離子電池一般為疊片式。樣式不同，但原理相同。鋰電池的基本組成鋰電池的基本組成一、電池的主要材料一、電池的主要材料 1、正

2、極 2、負(fù)極 3、隔膜 4、電解液 5、極耳 6、包裝材料 7、膠帶 等等正極正極1、正極材料、正極材料2、粘結(jié)劑、粘結(jié)劑3、導(dǎo)電劑、導(dǎo)電劑4、溶劑、溶劑5、鋁箔、鋁箔負(fù)極負(fù)極1、負(fù)極材料、負(fù)極材料2、粘結(jié)劑、粘結(jié)劑3、導(dǎo)電劑、導(dǎo)電劑4、溶劑、溶劑5、銅箔、銅箔正極材料主要包含：鈷酸鋰、三元、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、正極材料主要包含：鈷酸鋰、三元、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、富鋰錳基、鎳酸鋰等材料。目前市場(chǎng)化程度較好的屬于前富鋰錳基、鎳酸鋰等材料。目前市場(chǎng)化程度較好的屬于前四種材料。我公司主要使用的正極材料為錳酸鋰和三元材四種材料。我公司主要使用的正極材料為錳酸鋰和三元材料。料。負(fù)極材料主要包含：石墨類(lèi)負(fù)極（

3、天然石墨、人造石墨、負(fù)極材料主要包含：石墨類(lèi)負(fù)極（天然石墨、人造石墨、中間相等）、鈦酸鋰、錫基負(fù)極、硅負(fù)極材料等。目前市中間相等）、鈦酸鋰、錫基負(fù)極、硅負(fù)極材料等。目前市場(chǎng)化程度較好還是石墨類(lèi)負(fù)極。我公司使用的一般是人造場(chǎng)化程度較好還是石墨類(lèi)負(fù)極。我公司使用的一般是人造石墨負(fù)極。石墨負(fù)極。二、正負(fù)極材料的主要供應(yīng)商二、正負(fù)極材料的主要供應(yīng)商三、關(guān)于電池材料的介紹三、關(guān)于電池材料的介紹1、NMP學(xué)名：N-甲基吡咯烷酮 。無(wú)色透明液體，沸點(diǎn)202，閃點(diǎn)95 ，能與水混溶，溶于乙醚，丙酮及各種有機(jī)溶劑，稍有氨味，化學(xué)性能穩(wěn)定，對(duì)鋁不腐蝕，對(duì)銅稍有腐蝕性。具有粘度低，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，極性高，揮

4、發(fā)性低等優(yōu)點(diǎn)。 NMP對(duì)眼睛和皮膚有刺激性對(duì)眼睛和皮膚有刺激性 ，使用時(shí)最好，使用時(shí)最好帶眼鏡和口罩。帶眼鏡和口罩。2、去離子水 去掉了溶于水中的電解質(zhì)物質(zhì)， 比蒸餾水更純凈，但純度不及純水。 不管是NMP還是去離子水都只是正負(fù)極配料時(shí)的溶劑。通過(guò)將活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑等混合后制成懸濁液。通過(guò)控制粘度和固含量等來(lái)進(jìn)行涂布。我公司一般使用水性配方，成本低廉而且環(huán)保。3、PVDF 學(xué)名：聚偏氟乙烯，白色固體，由偏二氟乙烯聚合而成，溶于強(qiáng)極性溶劑，良好的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫性、耐氧化性、耐候性、耐輻射性能。另外還具有壓電性、介電性、熱電性等特殊性能，無(wú)毒。PVDFPVDF膜膜4、 水性膠的一種，主要成分

5、為聚丙烯酸酯。外觀為乳白色粘稠狀液體。 LA132水性粘合劑具有良好的抗氧化和抗還原能力，可以適用于各種正負(fù)極材料。水性膠水性膠5、 即炭黑，一種無(wú)定形碳。輕、松而極細(xì)的黑色粉末，比表面積非常大，范圍從10-3000m2/g，是有機(jī)物（天然氣、重油、燃料油等）在空氣不足的條件下經(jīng)不完全燃燒或受熱分解而得的產(chǎn)物。導(dǎo)電性能好，在電池中起導(dǎo)通電子的作用。炭黑炭黑6、 鋁：銀白色金屬，占整個(gè)地殼總質(zhì)量的 7.45，密度2.702g/cm3。在電池中被使用做正極材料基材。有著良好的導(dǎo)電性能和延展性能。我公司所使用的基材厚度一般為0.018mm。鋁箔鋁箔7、銅銅銅：紫紅色光澤的金屬，密度8.92g/cm3

6、 。在電池中常被使用做負(fù)極材料基材。有著良好的導(dǎo)電性能和延展性能。我公司所使用的基材厚度一般為0.012mm和0.009mm。銅銅8、隔膜隔膜主要材質(zhì)為PP或PE。主要制造工藝有兩種：干法和濕法。干法工藝比較簡(jiǎn)單成本較低，濕法隔膜工藝較復(fù)雜成本高。干法工藝中又可以分為單拉和雙拉。國(guó)產(chǎn)隔膜中多干法，我公司所使用的為干法單拉。隔膜隔膜9、電解液電解液 在電池中起到傳導(dǎo)鋰離子的作用，電解質(zhì)一般為L(zhǎng)iPF6。有機(jī)溶劑一般為DMC(碳酸二甲酯)、DEC (碳酸二乙酯)、EMC (碳酸甲乙酯)、EC（碳酸乙烯酯）、PC（碳酸丙烯酯）等。添加劑一般為VC（碳酸亞乙烯酯），主要用來(lái)改善成膜，提高循環(huán)性能。BP

7、 （聯(lián)苯）改善過(guò)充性能。 PS（亞硫酸丙烯酯）改善電池低溫性能。四、四、多氟多錳酸鋰電池的基本組成多氟多錳酸鋰電池的基本組成名稱(chēng)名稱(chēng)廠家廠家正極正極錳酸鋰錳酸鋰多氟多多氟多去離子水去離子水導(dǎo)電石墨導(dǎo)電石墨上海匯平上海匯平導(dǎo)電炭黑導(dǎo)電炭黑水性膠水性膠成都茵地樂(lè)成都茵地樂(lè)鋁箔鋁箔上海啟承上海啟承無(wú)水乙醇無(wú)水乙醇鄭州富迪鄭州富迪負(fù)極負(fù)極石墨石墨新鄉(xiāng)華鑫新鄉(xiāng)華鑫水性膠水性膠去離子水去離子水導(dǎo)電炭黑導(dǎo)電炭黑銅箔銅箔靈寶華鑫靈寶華鑫無(wú)水乙醇無(wú)水乙醇裝配裝配極耳極耳山東華躍山東華躍隔膜隔膜滄州明珠滄州明珠高溫膠紙高溫膠紙深圳美信深圳美信鋁塑膜鋁塑膜上海盛永上海盛永電解液電解液多氟多多氟多鋰電池的鋰電池的基本

8、指標(biāo)介紹基本指標(biāo)介紹1、電池的開(kāi)路電壓 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)，電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差。一般情況下，鋰電池充滿(mǎn)電后開(kāi)路電壓為4.14.2V之間，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)。 我公司生產(chǎn)的錳酸鋰電池工作電壓范圍為3.0V4.2V之間。2、電池的內(nèi)阻（m） 電池的內(nèi)阻指電池在工作時(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)致電池放電工作鋰電池的基本性能介紹鋰電池的基本性能介紹 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

9、要參數(shù) 。3、電池的工作電壓 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 電池的容量是指在一定的放電條件下從電池中獲得的電量鋰電池的基本性能介紹鋰電池的基本性能介紹5、電池的比容量（mAh/g） 又稱(chēng)克容量，是 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 電池的循環(huán)壽命是鋰離子電池好壞的重要指標(biāo)，是指循環(huán)后容量保持小于初始容量的80%時(shí)，所循環(huán)的次數(shù)

10、。我公司生產(chǎn)的錳酸鋰動(dòng)力電池常溫1C循環(huán)壽命都在1800周左右。鋰電池的基本性能介紹鋰電池的基本性能介紹7、放電平臺(tái) 放電平臺(tái)是指在電池任何倍率的電流下恒壓充到電壓為4.2V，并且充電電流小于0.02C時(shí)停止充電，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。8、自放電率 又稱(chēng)荷電保持能力，是指電池在開(kāi)路狀態(tài)下，電池所儲(chǔ)存的電量在一定條件下的保持能力。主要受電池制造工藝、材料、儲(chǔ)存條件等因素影響。是衡量電池性能的重要參數(shù)。鋰離子電池的充放電曲線(xiàn)圖鋰離子電池的充放電曲線(xiàn)圖充電制式：恒流、恒壓充電充電制式：恒流、恒壓充電 放電制式：恒流放電放電制式：恒流放電 鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)鋰離