锂电池培训讲义
18页1、 什么是Li-ion电池 Li-ion是锂电池发展而来。所以在介绍Li-ion之前,先介绍锂电池。举例来讲,以前照 相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是锂金属,负极是碳。当对电 池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。 而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔 中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时(即我们使用电 池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出, 又运动回正极。回正极的锂离子越多, 放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程 中,锂离子处于从正极负极正极的运动状态。Li-ion就像一把摇椅,摇椅的两端 为电池的两极,而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion又叫摇椅式电 池。Li-ion电池由哪几部分组成 电池一般包括: 正极(positive) 负极(negative) 电解质(electrolyte) 隔膜(separator) 正极引线(positive lead) 负极引线(negative plate) 中心端子、
2、绝缘材料(insulator) 安全阀(safety vent) 密封圈(gasket) PTC(正温度控制端子) 电池壳。一般大家较关心 正极、负极、电解质一、 电极的组成: 1、 正极组成: a、 钴酸锂:正极活性物质,锂离子源,为电池提高锂源。 b、 导电剂:提高正极片的导电性,补偿正极活性物质的电子导电性。 提高正极片的电解液的吸液量,增加反应界面,减少极化。 c、 PVDF粘合剂:将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一起。 d、 正极引线:由铝箔或铝带制成。 2、 负极组成: a、 石墨:负极活性物质,构成负极反应的主要物质;主要分为天然石墨和人造 石墨两大类。 b、 导电剂:提高负极片的导电性,补偿负极活性物质的电子导电性。 提高反应深度及利用率。 防止枝晶的产生。 利用导电材料的吸液能力,提高反应界面,减少极化。 (可根据石墨粒度分布选择加或不加)。 c、 添加剂:降低不可逆反应,提高粘附力,提高浆料黏度,防止浆料沉淀。 d、 水性粘合剂:将石墨、导电剂、添加剂和铜箔或铜网粘合在一起。 e、 负极引线:由铜箔或镍带制成。 二、 配料目的: 配料过程实际上是将浆料中的各种组成
3、按标准比例混合在一起,调制 成浆料,以利于均匀涂布,保证极片的一致性。配料大致包括五个过程,即 :原料的预处理、掺和、浸湿、分散和絮凝。 Gasket Vent PTC CID Top-Cap Positive electrode 盖帽的安全设计CID (Current Interruption Device) -Vent swelling by internal pressure-Bridge of PCB broken -Current is cut-off-Over-current -Through-hall conductive path Burn-out -Current is cut-off(Fuse) PTC (Positive Temperature Coefficient) -PTC will increase resistance many times when temperature reaches some point. -Against short circuit and high charging currentCell Safety Protection
4、Units 锂电池的生产工艺过程材料分 析检测材料分 析检测正负极 材料配 方后搅 拌制浆涂布(将 正极材 料和负 极材料 分别涂 在铜箔 和铝箔 上)分切卷绕成品 装配注液 封口化成 分容区分 内阻关于锂电池的几个问题一: Li-ion电池有哪些优点?哪些缺点?Li-ion具有以下优点: 1) 单体电池的工作电压高达3.6-3.8V: 2) 比能量大,目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L( 2倍于Nl-Cd,1.5倍于Ni-MH),未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和 400 Wh/L 3) 循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次.对于小电流放电的电器, 电池的使用期限 将倍增电器的竞争力. 4) 安全性能好,无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成 枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的 元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严 重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。 5) 自放电小 室温下充满电的Li-io
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