鋰離子電池知識介紹

1、鋰離子電池知識介紹第1頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三第2頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三鋰離子電池知識介紹 2012-6-6第3頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三劉云峰鋰電實驗室主管工程師湖南摩根海容新材料有限責任公司第4頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三主要內(nèi)容：一、鋰離子電池的定義二、鋰離子電池的分類三、鋰離子電池工作原理四、鋰離子電池各組成部分工作原理說明五、鋰離子電池基本生產(chǎn)工藝第5頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三一、鋰離子電池定義鋰離子電池定義： 鋰離子電池

2、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極構成的二次電池。人們將這種靠鋰離子在正負極之間的轉移來完成電池充放電工作的獨特機理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”，俗稱鋰離子電池。第6頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三二、鋰離子電池分類1、鋁殼或鋼殼電池2、聚合物電池3、圓柱電池第7頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三二、鋰離子電池分類3、動力電池組（電動自行車、汽車、儲能等）第8頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三三、鋰離子電池工作原理鋰離子電池主要組成部分： a.正極 （LiCoO2鈷酸鋰、 LiMnO2錳酸鋰

3、、 LiFePO2磷酸亞鐵鋰、 三元材料等) b.負極（石墨等） c.隔膜紙（單層隔膜、三層隔膜等） d.電解液（普通電解液、功能型電解液等） e.外殼(鋼殼、鋁殼、軟包裝等）第9頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三三、鋰離子電池工作原理鋰離子電池工作原理 以一般鋁殼電池（正極為鈷酸鋰，負極為石墨）來講一下鋰離子電池的工作原理 充電 LiCOO2+6C Li 1-x COO2+ Li x C6 放電 鋰離子電池是指以兩種不同的能夠可逆地嵌入及脫出鋰離子的嵌鋰化合物分別作為電池正極和負極的二次電池體系。 充電時，鋰離子從正極脫嵌，通過電解質(zhì)和隔膜，嵌入到負極中； 放電時則相

4、反，鋰離子從負極脫嵌，通過電解質(zhì)和隔膜，嵌入到正極中。第10頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三二、鋰離子電池工作原理鋰離子電池工作原理圖第11頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三四、鋰離子電池各組成部分工作原理說明正極材料： 當電池充電時，鋰離子從正極中脫嵌，在負極中嵌入，放電時反之。一般采用嵌鋰過渡金屬氧化物做正極，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4 等，正極的作用就是提供鋰源和存儲鋰離子。負極材料： 做為負極的材料則選擇電位盡可能接近鋰電位的可嵌入鋰化合物，如各種碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纖維、中間相小球碳素等和

5、金屬氧化物，包括SnO、SnO2、錫復合氧化物SnBxPyOz等，負極的作用就是存儲從正極嵌入的鋰離子。第12頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三四、鋰離子電池各組成部分工作原理說明電解液： 電解液的電解質(zhì)為無機鹽LiPF6，溶劑主要是一些有機物液體，PC（碳酸丙烯酯），EC（碳酸乙烯酯），DMC（碳酸二甲酯），DEC（碳酸二乙酯），EMC（碳酸甲乙酯）等。 為了使電池達到某方面的特殊性能，還可以在電解液中適當添加部分功能性添加劑。第13頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三三、鋰離子電池各組成部分工作原理說明隔膜： 隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或

6、PP&PE復合膜，采用PP/PE/PP三層隔膜優(yōu)點是熔點較低，具有較高的抗穿刺強度，起到了過熱保險作用。 隔膜的作用是使鋰離子能夠自由的通過，而限制其他離子及分子的通過，阻斷電池的正負極防止短路。外殼： 電池組裝完成后，放置到電池外殼中。 外殼類型有鋁殼、鋼殼、鋁塑膜等。 外殼的作用就是能夠安全、密封的存放電芯及電解液。第14頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三三、鋰離子電池各組成部分工作原理說明鋰離子電池充電原理圖鋰離子電池組裝完成后，首先要對電池進行充電激活，鋰離子電池的充電過程分三個階段：預充電階段；恒流充電階段；恒壓充電階段。預充電階段是在電池電壓低于3V時，電池

7、不能承受大電流的充電，這時有必要以小電流對電池進行浮充；恒流充電階段，當電池電壓達到3V時，電池可以承受大電流的充電，這時應以恒定的大電流充電，以使鋰離子快速均勻轉移；恒壓充電階段，當電池電壓達到4.2V時，達到了電池承受電壓的極限，對電池進行進行恒壓充電。第15頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三五、鋰離子電池基本生產(chǎn)工藝序號工序名稱簡單描述1配料將正極和負極材料分別添加粘結劑和溶劑，攪拌調(diào)制成漿料。2過篩漿料調(diào)好后經(jīng)120目或150目篩過濾。3涂布將過篩后的漿料放在涂覆機上涂覆在集流體上。4制片將涂布后的極片按照工藝要求裁切成大片，對極片刮粉。并進行烘烤。5對輥將烘烤

8、好的極片用對輥機滾壓至工藝要求的厚度。6點焊極耳將輥壓后合格的極片點上極耳。7卷繞將隔膜紙按照要求進行裁切。用卷繞機將極片按照負極/隔膜紙/正極的順序卷繞成電芯，并用高溫膠紙封口。8套殼將電芯逃入鋁殼，并使電芯到達底部。9點焊蓋板將蓋板與套殼后的電芯焊接在一起。10激光焊接將蓋板和鋁殼用激光焊接機焊接在一起。第16頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三五、鋰離子電池基本生產(chǎn)工藝序號工序名稱簡單描述11注液前烘烤焊接好的電芯開口向上，在真空烤箱中烘烤。每隔3小時脫氣一次。12注液烘烤結束的電芯在注液房里，用注液機進行注液。要求濕度符合工藝要求，注液量不可過多或過少。13陳化注液后的電池靜置16小時。14化成對電池進行小電流充電激活電池。一半使用0.05C充電240min，再0.2C充電240min.15分容對電池進行充放電，記錄其容量。按照產(chǎn)品要求把電池分成A、B、C、D等等級。16低電壓篩選電池放置兩天后，測量其電壓，低于3.0V的為低電壓電池。17包裝18入庫第17頁，共19頁，2022年，5月20日，23點39分，星期三鋰離子電池的應用領域鋰離子電池的應用領域： 鋰離子電池發(fā)展到今天，應用領域已經(jīng)從最初的手機、MP3/MP4、筆記本，發(fā)展到藍牙耳機、數(shù)碼產(chǎn)品、GPRS導航儀、電動工具、電動自行車、純電動汽車、混合電動車、電動公交車、航空模具、太陽能