锂电池基本知识培训.

锂电池基本知识培训技术科：李小涛2014.2.28锂电池基本原理锂离子电池一般分为两种：可充电的和不可充电的。本文所讲的都是可充电式的锂离子二次电池。目前多氟多新能源公司所制造的为可充电式锂离子二次电池。电池的使用过程实质上就是电能和化学能不断转化的过程。锂离子电池在使用过程中，锂离子在正负极之间来回迁移，从而不断储存或释放能量。锂离子电池根据组装方式不同，分为叠片式和卷绕式。上图所示的为圆柱电池和方型卷绕电池。我公司生产的锂离子电池一般为叠片式。样式不同，但原理相同。锂电池的基本组成一、电池的主要材料1、正极2、负极3、隔膜4、电解液5、极耳6、包装材料7、胶带等等正极1、正极材料2、粘结剂3、导电剂4、溶剂5、铝箔负极1、负极材料2、粘结剂3、导电剂4、溶剂5、铜箔正极材料主要包含：钴酸锂、三元、磷酸铁锂、锰酸锂、富锂锰基、镍酸锂等材料。目前市场化程度较好的属于前四种材料。我公司主要使用的正极材料为锰酸锂和三元材料。负极材料主要包含：石墨类负极（天然石墨、人造石墨、中间相等）、钛酸锂、锡基负极、硅负极材料等。目前市场化程度较好还是石墨类负极。我公司使用的一般是人造石墨负极。二、正负极材料的主要供应商三、关于电池材料的介绍1、NMP•学名：N-甲基吡咯烷酮。无色透明液体，沸点202℃，闪点95℃，能与水混溶，溶于乙醚，丙酮及各种有机溶剂，稍有氨味，化学性能稳定，对铝不腐蚀，对铜稍有腐蚀性。具有粘度低，化学稳定性和热稳定性好，极性高，挥发性低等优点。NMP对眼睛和皮肤有刺激性，使用时最好带眼镜和口罩。2、去离子水去掉了溶于水中的电解质物质，比蒸馏水更纯净，但纯度不及纯水。不管是NMP还是去离子水都只是正负极配料时的溶剂。通过将活性物质、导电剂等混合后制成悬浊液。通过控制粘度和固含量等来进行涂布。我公司一般使用水性配方，成本低廉而且环保。3、PVDF学名：聚偏氟乙烯，白色固体，由偏二氟乙烯聚合而成，溶于强极性溶剂，良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐辐射性能。另外还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能，无毒。PVDFPVDF膜4、LA132水性胶的一种，主要成分为聚丙烯酸酯。外观为乳白色粘稠状液体。LA132水性粘合剂具有良好的抗氧化和抗还原能力，可以适用于各种正负极材料。水性胶5、Super-P即炭黑，一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，比表面积非常大，范围从10-3000m2/g，是有机物（天然气、重油、燃料油等）在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物。导电性能好，在电池中起导通电子的作用。炭黑6、铝箔铝：银白色金属，占整个地壳总质量的7.45％，密度2.702g/cm3。在电池中被使用做正极材料基材。有着良好的导电性能和延展性能。我公司所使用的基材厚度一般为0.018mm。铝箔7、铜箔铜：紫红色光泽的金属，密度8.92g/cm3。在电池中常被使用做负极材料基材。有着良好的导电性能和延展性能。我公司所使用的基材厚度一般为0.012mm和0.009mm。铜8、隔膜主要材质为PP或PE。主要制造工艺有两种：干法和湿法。干法工艺比较简单成本较低，湿法隔膜工艺较复杂成本高。干法工艺中又可以分为单拉和双拉。国产隔膜中多干法，我公司所使用的为干法单拉。隔膜9、电解液在电池中起到传导锂离子的作用，电解质一般为LiPF6。有机溶剂一般为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。添加剂一般为VC（碳酸亚乙烯酯），主要用来改善成膜，提高循环性能。BP（联苯）改善过充性能。PS（亚硫酸丙烯酯）改善电池低温性能。四、多氟多锰酸锂电池的基本组成名称厂家正极锰酸锂多氟多去离子水导电石墨上海汇平导电炭黑水性胶成都茵地乐铝箔上海启承无水乙醇郑州富迪负极石墨新乡华鑫水性胶去离子水导电炭黑铜箔灵宝华鑫无水乙醇装配极耳山东华跃隔膜沧州明珠高温胶纸深圳美信铝塑膜上海盛永电解液多氟多锂电池的基本指标介绍1、电池的开路电压开路电压指电池在非工作状态下即电路中无电流流过时，电池正负极之间的电势差。一般情况下，锂电池充满电后开路电压为4.1—4.2V之间，放电后开路电压为3.0V左右。通过对电池的开路电压的检测，可以判断电池的荷电状态。我公司生产的锰酸锂电池工作电压范围为3.0V~4.2V之间。2、电池的内阻（mΩ）电池的内阻指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻值大，会导致电池放电工作锂电池的基本性能介绍电压降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。3、电池的工作电压工作电压指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差。在电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，需要克服电池的内阻所造成阻力，故工作电压总是低于开路电压。Li-ion的放电工作电压在3.7V左右。4、电池的容量电池的容量是指在一定的放电条件下从电池中获得的电量锂电池的基本性能介绍5、电池的比容量（mAh/g）又称克容量，是指每克活性物质在一定的充放电条件下所能放出的容量。每种活性物质又有理论比容量和实际比容量。6、循环寿命电池的循环寿命是锂离子电池好坏的重要指标，是指循环后容量保持小于初始容量的80%时，所循环的次数。我公司生产的锰酸锂动力电池常温1C循环寿命都在1800周左右。锂电池的基本性能介绍7、放电平台放电平台是指在电池任何倍率的电流下恒压充到电压为4.2V，并且充电电流小于0.02C时停止充电，然后搁置10分钟，在任何倍率的放电电流下放电至3.6V时的放电时间。8、自放电率又称荷电保持能力，是指电池在开路状态下，电池所储存的电量在一定条件下的保持能力。主要受电池制造工艺、材料、储存条件等因素影响。是衡量电池性能的重要参数。锂离子电池的充放电曲线图充电制式：恒流、恒压充电放电制式：恒流放电锂离子电池的优缺点•优点：1、开路电压高，单体电池电压在3.6～3.8V2、比能量高3、循环寿命长，自放电小4、无记忆性，可随时充放电，对环境污染小•缺点：1、过充放电保护问题2、电池成本高3、电解液是有机溶剂的锂盐溶液，一旦漏液会引起起火，爆炸锂离子电池简易生产工艺流程配料叠片注液检测入库拉浆制片化成装配辊压分容谢谢大家