[锂离子动力电池]应用石墨烯锂离子动力电池电动车3分钟充满电

[锂离子动力电池]应用石墨烯锂离子动力电池电动车3分钟充满电 [锂离子动力电池]应用石墨烯锂离子动力电 池电动车3分钟充满电 篇一 : 应用石墨烯锂离子动力电池电动车3分钟充满电 “原来充电需要10个小时的电动自行车，现在用一组石墨烯锂离子动力电池仅需要3~5分钟就可以充满电。,]”在青岛石墨烯产业创新示范基地，工作人员指着石墨烯锂离子动力电池介绍道。 锂离子电容器在需要大功率充放电场合，如高速铁路、城际轨道交通等，可作为经济型环保的电动车电源;在恶劣条件下，如极端寒冷条件时，可作为电动汽车、坦克车、军用运输车的冷启动电源。这种电容器可以发挥出铅酸电池及锂离子电池无法比拟的快速充放电优势，甚至在特殊场合下，还可作为快速能量补给装置。 坐落在青岛石墨烯产业创新示范基地的海福得纳米科技生产的石墨烯锂离子动力电池目前正在实验阶段，海福得纳米科技有限公司二期下半年将开工建设，建成后将着力研究生产石墨烯锂离子动力电池，并将其广泛应用。 篇二 : 锂离子动力电池:锂离子动力电池-特点，锂离子动力电池-结构 锂离子动力电池是20世纪开发成功的新型高能电池。70年代进入实用化。因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存 寿命长等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中，如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池。大容量锂离子电池已在电动汽车中试用，将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。 锂离子动力电池_锂离子动力电池 -特点 锂离子动力电池充电器 单体电池工作电压高达3.7V，是镍镉电池,镍氢电池的3倍，铅酸电池的近2倍，这也是锂离子动力电池比能量高的1个重要原因。因此组成相同电压的动力电池组时，锂离子动力电池使用的串联数目会大大少于铅酸电池和镍氢电池。如果动力电池中单体电池数量越多，电池组中单体电池的一致性要求就越高，寿命就越不好做，在实际使用过程中电池组有问题分析后，一般是其中一、2个单体电池出问题然后导致整组电池出现问题，因此不难理解为什么48V的铅酸电池比36V的铅酸电池反馈要高，从这个角度上讲锂电更适合动力电池的使用。例如36V的锂电只需要十个单体，而36V铅酸电池需要十八个单体电池，即3只12V的电池组，而每只12V的铅酸电池有6个单格即6个单体电池组成。 重量轻，比能量大，高达150Wh/Kg,是镍氢电池的2倍，铅酸电池的4倍, 因此重量是相同能量的铅酸电池的三分之一到四分之一，从这个角度讲锂电消耗的资源就少，而且由于锰酸锂电池中所用元素的储量比较多，因此相对铅酸、镍氢电池可能会进1步涨价，锂离子动力电池成本反而是进1步降低的。电动自行车用锂离子电池重量为2.2-4公斤，铅酸电池的重量为12-20公斤，锂电重量约为铅酸电池 的四分之一到三分之一，比铅酸电池轻约10公斤，电池重量减轻了70,,整车总重量至少减轻了20,。加上一般锂电车都是简易款的电动自行车，由于电池和整车轻，相同电压、相同容量的电池行驶里程更长，普通的电动车重量在40公斤以上,而锂离子动力电池电动自行车重量在7到26公斤之间。女士和老年人都可以轻易搬动,人力骑行也十分轻便，运动休闲兼得。 体积小，高达到400Wh/L，体积是铅酸电池的二分之一到三分之一。提供了更合理的结构和更美观的外形的设计条件、设计空间和可能性。现阶段由于铅酸电池体积、重量的限制，设计师们的设计思想受到极大约束，导致现阶段的电动自行车在结构和外观上“千车一面”、雷同相似、单调划一。而锂离子电池的使用，给设计师们提供了展示设计思想和设计风格的更大空间及条件。当然同时也导致电动自行车用锂离子动力电池尺寸多种多样，不利于锂动力电池行业的发展。锂动力电池行业也需要尽快制定电动自行车用锂离子电池国家，加速在电动自行车领域锂电对铅酸电池的替代。当然目前锂电池是在不断发展过程中的不同材料、不同工艺电池的体积有很大的差别，如何统一也是1个难点。 循环寿命长，循环次数可达1000次。以容量保持60%计，电池组100%充放电循环次数可以达到600次以上，使用年限可达3-5年,寿命约为铅酸电池的两到三倍。随着技术的革新，设备的提高，电池的寿命会越来越长，性价比会越来越高。 自放电率低，每月不到5%。 允许工作温度范围宽，低温性能好，锂离子动力电池可在 -20?,+55?之间工作，尤其适合低温使用，而水溶液电池在低温时，由于电解液流动性变差会导致性能大大降低。 无记忆效应，所以每次充电前不必像镍镉电池、镍氢电池一样需要放电，可以随时随地的进行充电。电池充放电深度，对电池的寿命影响不大，可以全充全放，我们循环测试就是全充全放的。 特别适合用于动力电池，除了锂离子电池电压高之外，由于锂离子动力电池组的保护板能够对每1个单体电池进行高精度监测，低功耗智能管理，具有完善的过充电、过放电、温度、过流、短路保护、锁定自恢复功能以及可靠的均衡充电功能，大大的延长了电池的使用寿命。而其他类型电池在使用过程中由于电池一致性、充电器等问题，易产生电池过充、过放等问题。 锂离子动力电池用于手机充电器无污染，锂离子动力电池中不存在有毒物质，因此被称为“绿色电池”，国家重点扶持。而铅酸电池和镉镍电池由于存在有害物质铅和镉，国家必然会加强监管和治理，相应企业的成本也会增加。虽然锂电池没有污染，但从资源节约的角度考虑。锂离子动力电池的回收，回收中的安全性，回收的成本也都需要考虑。 存在安全隐患;由于锂离子动力电池能量高，材料稳定性差，锂电容易出现安全问题，目前世界上知名的手机和笔记本电脑电池生产企业，日本三洋、索尼等公司要求电池的爆喷率控制在40个ppb以下，国内公司能达到ppm级的就已经不错了，而动力电池的容量是手机电池容量的上百倍以上，因此对锂电的安全性要求极高。虽然钴酸锂电池和三元材料的电池具有重量更轻，体积更小等优点，但 它们是不宜作动力电池应用于电动车的。 价格高;相同电压和相同容量的锂离子动力电池价格是铅酸的3-4倍。随着锂离子动力电池市场的扩大，成本的降低，性能的提高，以及铅酸电池价格的提高，锂离子动力电池的性价比是有可能超过铅酸电池的。 锂离子动力电池_锂离子动力电池 -结构 方型锂离子动力电池锂离子动力电池通常有2种外型:圆柱型和长方型。 电池内部采用螺旋绕制结构，用1种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。 单节锂电池的电压为3.6V，容量也不可能无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。 锂离子动力电池_锂离子动力电池 -应用 锂离子动力电池充电器随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂离子动力电池随之进入了大规模的实用阶段。 最早得以应用于心脏起搏器中。由于锂离子动力电池的自放电率极低，放电电压平缓。使得起搏器植入人体长期使用成为可能。 锂离子动力电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成 电路电源。二氧化锰电池，就广泛用于计算机，计算器，照相机、手中。 现在，锂离子动力电池大量应用在手机上，可以说是最大的应用群体。 举例: 1、作电池组维修代换品有许多电池组:如笔记本电脑上用的那种，经维修发现，此电池组损坏时仅是个别电池有问题。可以选用合适的单节锂电池进行更换。 2、制作高亮微型电筒笔者曾用单节3.6V1.6AH锂电池配合1个白色超高亮度发光管做成一只微型电筒，使用方便，小巧美观。而且由于电池容量大，平均每晚使用半小时，至今已用2个多月仍无需充电。 3、代替3V电源。由于单节锂电池电压为3.6V。因此仅需一节锂电池便可代替两节普通电池，给收音机、随身听、照相机等小家电产品供电，不仅重量轻，而且连续使用时间长。 锂离子动力电池_锂离子动力电池 -科学研究 为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究。从而制造出前所未有的产品。比如，锂二氧化硫电池和锂亚硫酰氯电池就非常有特点。它们的正极活性物质同时也是电解液的溶剂。这种结构只有在非水溶液的电化学体系才会出现。所以，锂电池的研究，也促进了非水体系电化学理论的发展。除了使用各种非水溶剂外，人们还进行了聚合物薄膜电池的研究。 磷酸铁锂离子动力电池21世纪，科学家研发了1种新型的盐酸铁锂离子动力电池。磷酸铁锂离子动力电池可归纳下述特点。 1高效率输出:标准放电为2,5C、连续高电流放电可达10C，瞬间脉冲放电可达20C;2 高温时性能良好:外部温度65?时内部温度则高达95?，电池放电结束时温度可达160?，电池的结构安全、完好;3 即使电池内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性最好;4 极好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%;5 过放电到零伏也无损坏;6 可快速充电;7 低成本;8 对环境无污染。 由于磷酸铁锂动力电池具有上述特点，并且生产出各种不同容量的电池，很快得到广泛地应用。它主要应用领域有:1 大型电动车辆:公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等;2 轻型电动车:电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等;3 电动工具:电钻、电锯、割草机等;4 遥控汽车、船、飞机等玩具;5太阳能及风力发电的储能设备;6 UPS及应急灯、警示灯及矿灯;7 替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池;8 小型医疗仪器设备及便携式仪器等。 锂离子动力电池_锂离子动力电池 -构件性能 各种锂离子动力电池主要构件电池的开路电压 电池的内阻 电池的工作电压 充电电压充电电压是指二次电池在充电时，外电源加在电池两端的电压。充电的基本方法有恒电流充电和恒电压充电。一般采用恒电流充电，其特点时在充电过程中充电电流恒定不变。随着充电的进 行，活性物质被恢复，电极反应面积不断缩小，电机的极化逐渐增高。 电池容量电池容量是指从电池获得电量的量，常用C表示，单位常用Ah或mAh表示。容量是电池电性能的重要指标。电池的容量通常分为理论容量、实际容量和额定容量。电池容量由电极的容量决定，若电极的容量不等，电池的容量取决于容量小的那个电极，但决不是正负极容量之和。 电池的贮存性能和寿命化学电源的主要特点之一是在使用时能够放出电能，不用时能贮存电能。所谓贮存性能对于二次电池来说为充电保持能力。对于二次电池，使用寿命时衡量电池性能好坏的1个重要参数。二次电池经过一次充电和放电，称为1个周期。在一定的充放电制度下，电池容量达到某一规定值之前电池能经受的充放电次数称为二次电池的使用周期。锂离子动力电池具有优良的贮存性能和长的循环寿命。 各种小型锂离子动力电池保护电路 由2个场效应管和专用保护集成块S--8232组成，过充电控制管FET2和过放电控制管FET1串联于电路，由保护IC监视电池电压并进行控制，当电池电压上升至4.2V时，过充电保护管FET1截止，停止充电。为防止误动作，一般在外电路加有延时电容。当电池处于放电状态下，电池电压降至2.55V时，过放电控制管FET1截止，停止向负载供电。过电流保护是在当负载上有较大电流流过时，控制FET1使其截止，停止向负载放电，目的是为了保护电池和场效应管。过电流检测是利用场效应管的导通电阻作为检测电阻，监视它的电压降，当电压降超过设定值时就停止放电。 在电路中一般还加有延时电路，以区分浪涌电流和短路电流。该电路功能完善，性能可靠，但专业性强，且专用集成块不易购买，业余爱好者不易仿制。 因为锂离子动力电池过充或过放可能会导致爆炸并造成人员伤害，所以使用这类电池时，安全是主要关心的问题。因此，商用锂离子电池组通常包括象DS2720这样的保护电路。DS2720提供了可充电锂离子动力电池 所需的所有保护功能，如:在充电时保护电池、防止电路过流、通过限制电池的放电电压延长电池寿命。 锂离子动力电池_锂离子动力电池 -保存方法 正确保存锂离子动力电池需充足电后保存。在20?下可储存半年以上，可见锂离子动力电池适宜在低温下保存。曾有人建议将充电电池放入冰箱冷藏室内保存，的确是个好主意。 锂离子动力电池存在自放电现象，长时间保存会导致电池过放电而破坏电池内部结构，减少电池寿命。因此长期保存的锂离子动力电池应当每3~六个月补电一次，即充电到电压为3.8~3.9V为宜。 注意事项 锂离子电池的使用，注意三点: 1、如何为新电池充电, 在使用锂离子动力电池中应注意的是，电池放置一段时间后则进入休眠状态，此时容量低于正常值，使用时间亦随之缩短。但锂离子动力电池很容易激活，只要经过3—5次正常的充放电循环就可 激活 电池，恢复正常容量。由于锂电池本身的特性，决定了它几乎没 有记忆效应。因此用户新锂电池在激活过程中，是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此，从实践来看，从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。 锂离子动力电池充电对于锂离子动力电池的“激活”问题，众多的说法是:充电时间一定要超过12小时，反复做三次，以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法，明显是从镍电池延续下来的说法。所以这种说法，可以说一开始就是误传。锂离子动力电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别，所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电，特别是不要进行超过十二个小时的超长充电。 此外，锂离子动力电池或充电器在电池充满后都会自动停充，并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说，如果你的锂离子动力电池在充满后，放在充电器上也是白充。而谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失，所以电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是反对长充电的另1个理由。 在对某些机器上，充电超过一定的时间后，如果不去取下充电器，这时系统不仅不停止充电，还将开始放电-充电循环。也许这种做法的厂商自有其目的，但显然对电池的寿命而言是不利的。同时，长充电需要很长的时间，往往需要在夜间进行，而以电网的情况看，许多地方夜间的电压都比较高，而且波动较大。前面已经说过，锂离子动力电池是很娇贵的，它比镍电在充放电方面耐波动的能力差得 多，于是这又带来附加的危险。 此外，不可忽视的另外1个方面就是锂离子动力电池同样也不宜过放电，过放电对电池同样也很不利。这就引出下面的问题。 2、正常使用中应该何时开始充电, 显示电池充电中因为充放电的次数是有限的，所以应该将锂电池的电尽可能用光再充电。但是关于锂离子电池充放电循环的实验表数据列出如下: 循环寿命 :>1000次 循环寿命 :>200次 其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见，可充电次数和放电深度有关，10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相对总容量:10%*1000=100，100%*200=200，后者的完全充放电还是要比较好一些，在正常情况下，你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电，但假如预计第2天不可能坚持整个白天的时候，就应该及时开始充电，当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。 而需要充电以应付预计即将到来的会导致通讯繁忙的重要事件的时候，即使在电池尚有很多余电时，那么也只管提前充电，因为并没有真正损失“1”次充电循环寿命，也就是“0.x”次而已，而且往往这个x会很小。 电池剩余电量用完再充的原则并不是走向极端。和长充电一样流传甚广的1个说法，就是“尽量把机器的电池的电量用完，最好用到自动关机”。这种做法其实只是镍电池上的做法，目的是避免记忆 效应 发生，不幸的是它也在上锂离子动力电池流传之今。曾经有人因为机器电池电量过低的警告出现后，仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的机器在后来的充电及开机中均无反应，不得不送客服检修。这其实就是由于电 电池充电池因过度放电而导致电压过低，以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。 3、对锂电池的正确做法 归结起来，对锂离子动力电池在使用中的充放电问题最重要的提示是: 1、按照标准的时间和程序充电，即使是前三次也要如此进行; 2、当出现机器电量过低提示时，应该尽量及时开始充电; 3、锂电池的激活并不需要特别的方法，在机器正常使用中锂电池会自然激活 。如果你执意要用流传的“前三次2小时长充电 激活 ”方法，实际上也不会有效果。 因此，所有追求12小时超长充电和把锂离子动力电池用到自动关机的做法，都是错误的。 4、使用锂电池注意防火 有许多人或许是从手机才开始熟悉锂离子动力电池的。其实，它在许多家电中都有使用。毋庸置疑，锂离子动力电池高效、体轻等等优点正使其迅速地推广应用开来。 锂电池具有体轻、高效、耐低温等优点，0(3mm厚、邮票大小的锂电池可连续使用5年以上，广泛应用于许多高档家电和手机中。 锂离子动力电池不同于现用的锰电池和碱性干电池的氯化锌和氢氧化钾水溶电解液，它使用的是有机溶媒锂离子动力电池正极采用二氧化锰、氟化铅、氯化亚硫等材料。负极采用的锂金属箔同一般电池负极使用的氯化锌相比，离子化倾向强、正负极电压差大，这样提高了锂离子动力电池的工作效能。 但是，锂离子动力电池在使用过程中常常会出现发热、燃烧现象，轻者影响主机使用，重者还会烧毁主机引起火灾。日本已发生多起因锂离子动力电池发热燃烧引起的家庭火灾事故。 新型锂离子动力电池充电口 那么锂离子动力电池为什么会发热、燃烧呢,原来锂离子动力电池中的许多材料与水接触后，可发生剧烈的化学反应并释放出大量热能导致发热、燃烧现象。锂电池正极的二氧化锰，只沾一小滴水便可出现发热现象。锂电池中的氯化亚硫与水接触后，在生成盐酸和二氧化硫的同时释放热能，几种因素使锂电池成为生活中的“火种”，因此人们在使用锂电池时一定要注意防水、防潮湿。各种主机停用后，应取下锂电池置于干燥、低温处妥善保管，以预防和避免因锂电池使用不当而引起家庭火灾事故的发生。 篇三 : 《锂离子动力电池基本知识》 扩展:锂离子电池基本知识 / 动力锂离子电池 / 铁动力锂离子电池 篇四 : 《锂离子动力电池基本知识》 锂离子动力电池基本知识 主讲: 时间: 地点: 1 大纲 电池分类 ? 电池术语与及使用基本常识 ? 磷酸铁锂动力电池之结构 ? 磷酸铁锂动力电池之应用领域 ? 磷酸铁锂动力电池之工艺流程 ? 磷酸铁锂动力电池之生产设备 ? 锂离子电池之性能指标 ? 2 电池种类划分 一次电池 ? 小型二次电池:镍镉、镍氢、锂离子 ? 铅酸电池 ? 动力电池 ? 燃料电池 ? 太阳能电池-地面光伏发电 ? 其他新型电池 ? 3 电池术语与及使用基本常识 4 容量 ? ? ? ? ? 电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容 量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安 时或毫安时。 电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。 理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得 的最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用比容 量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理 论电量，单位为Ah/kg 根据放电倍率的大小，可分为低倍率 、中倍率、高倍率 、超高倍率 如:某电池的额定容量为20Ah，若用4A 电流 放电，则放完20Ah的额定容量需用5h，也就 是说以5倍率放电，用符号C/5或0.2C表示，为 低倍率。 19 充电循环寿命 电池在完全充电后完全放电，循环进行， 直到容量衰减为初始容量的75%，此时 循环次数即为该电池之循环寿命 ? 循环寿命与电池充放电条件有关 ? 锂离子电池室温下1C充放电循环寿命可 达300-500次，最高可达 800-1000次。 ? 20 记忆效应 ? ? ? 记忆效应是针对镍镉电池而言的，由于传统工艺中 负极为烧结式，镉晶粒较粗，如果镍镉电池在它们 被完全放电之前就重新充电，镉 晶粒容易聚集成块 而使电池放电时形成次级放电平台。电池会储存这 一放电平台并在下次循环中将其作为放电的终点， 尽管电池本身的容量可以使电池放电到更低的平台 上。在以后的放电过程中电池将只记得这一低容量。 同样在每一次使用中，任何一次不完全的放电都将 加深这一效应，使电池的容量变得更低。 要消除这种效应，有两种方法，一是采用小电流深 度放电一是采用大电流充放电 几次。 镍氢电池和锂离子电池均无记忆效应 21 化成 ? 电池制造后，通过一定的充放电方式 将其内部正负极物质激活，改善电池 的充放电性能及自放电、储存等综合 性能的过程称为化成，电池只有经过 化成后才能体现真实性能。 22 分容 ? 电池在制造过程中，因工艺原因使得 电池的实际容量不可能完全 一致，通 过一定的充放电制度检测，并将电池 按容量分类的过程称为分容 23 电池充电方式介绍 ? ? ? ? ? ? ? 快速充电:充电电流大于0.2C，小于0.8C则是快速充电。 慢速充电:充电电流在0.1C-0.2C之间时，我们称为慢速充电。 涓流充电:充电电流小于0.1C时，我们称为涓流充电。 超高速充电:充电电流大于0.8C时，我们称之为超高速充电。 恒流充电方式:恒流充电法是保持充电电流强度不变的充电。 方法，恒流充电器通常使用慢速充电电流。 快速自动充电方式:通常所使用的是余弦法充电，也就是说 并非用恒定的大电流充电，而是像余弦波那样电流强度随之 变化，这样能缓解热量的积聚，从而将温度控制在一定范围 内。 脉冲式充电法:脉冲充电方式首先是用脉冲电流对电池充电， 然后让电池停充一段时间，如此循环。 24 如何计算充电时间 充电时间=充电电池容量/ 充电电流*1.5的系数 ? 假如你用1600mAh的充电电池，充电 器用400mA的电流充电，则充电时间 为:1600/400*1.5=6小时 ? 25 锂离子电池保护线路——过充电保 护 ? 过充电保护: 过充电保护 IC 的原理为: 当外部充电器对锂电池充电时，为防 止因温度上升所导致的内压上升，需 终止充电状态。此时，保护 IC 需检 测电池电压，当到达 4.25V 时即启动过度充 电保护，将功率 MOS 由开转为切断， 进而截止充电。 26 锂离子电池保护线路——过放电保 护 ? 过放电保护: 过放电保护 IC 原理:为了防 止锂电池的过放电，假设锂电池接上负载， 当锂电池电压低于其过放电电压检测点 时将启 动过放电保护，使 功率 MOSFET 由开转变为切断而截止放电， 以避免电池过放电现象产生，并将电池保 持在低静态电流的待机模式，此时的电流 仅 0.1uA。 当锂电池接上充电器，且此时 锂电池电压高于过度放电电压时，过度放 电保护功能方可解除。另外，考虑到脉冲 放电的情况，过放电检测电路设有延迟时 间以避免产生误 27 什么叫锂离子电池, ? ? ? ? ? 锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池。 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、 LiXMnO2 或LiFeO4 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。 电解质为溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液。 在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象 的称为“摇椅电池”。 充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富 锂状态。 放电时则相反。 28 锂离子电池电化学反应机理 正极反应:LiCoO2==== Li1-xCoO2 + xLi+ + xe负极反应: C + xLi+ + xe- === CLix 电池总反应: LiCoO2 + C ==== Li1-xCoO2 + CLix 放电时发生上述反应的 逆反应。 29 锂离子电池结构 ? ? ? ? ? 正极 活性物质 电解液 30 圆柱形锂离子电池结构图 圆柱型 正极极 耳 密封圈 隔膜 限流开 关 绝缘垫 正极 负极 负极极 耳 31 锂离子电池结构——正极 正极物质:钴酸锂+碳黑+PVDF 正极基体:铝箔 32 锂离子电池结构——负极 负极集流体:镍带 负极基体:铜箔或者 三层复合PP +PE+PP 厚度:单层一般为 0.016,0.020mm 三层一般为0.020,0.025mm 34 锂离子 电池结构——电解液 ? ? 性质: 无色透明液体，具有较强吸湿性。 应用: 主要用于可充电锂离子电池的电解液，只 能在干燥环境下使用操作。 ? 规格: 溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 LiPF6浓度 1mol/l ? 质量指标: 密度g/cm3 1.23?0.03 水分 ?20ppm 游离酸 ?50ppm 电导率 10.4?0.5 ms,cm 35 以磷酸铁锂为正级材料的动力电池 特点 ? ? ? ? 循环寿命长:循环寿命高达 2,000 次以上，为铅酸的 5倍、 镍镉的4倍以上。 放电功率大:放电功率分别为铅酸、镍氢电池的 6.6、2.5 倍， 极适用在需要高功率的工具电池，大型动力电池，特别是车 用电池部分。 充电时间短:充电时间不到 2 小时，仅需铅酸电池的1/4、 镍镉的1/2。 转换效率佳:转换效率达95%，优于铅酸的60 %、镍镉的 70%。 轻薄短小:体积重量仅为铅酸的50%，镍镉的70%。 无污染，不含任何对人体有害的重金属元素; 36 ? ? 磷酸铁锂动力电池的应用领域 ? ? ? ? ? ? ? 电动工具类 :高功率电动工具 ;电锤、 电钻、除草机等; 电动自行车市场 电动玩具市场 太阳能 LED路灯储能市场 小型设备 医疗设备:电动轮椅车，电动代步车 固定型电源:主要用于通讯、移动基站、电信、 铁路运输、电力、、金融、发电厂、计算机系统 作为保护、自动控制的备用电源 其它小型电器 :矿灯、替代铅酸,镍氢,镍镉,锂钴, 锂锰类电池在小型电器上的应用 37 圆柱型磷酸铁锂动力组合电池 8串4并 成品组合电池 38 液态锂离子电池生产工艺流程 配料 拉浆 裁片 制片 化成 注液 激光焊 卷绕 检测包装 39 配料工艺流程 正极 正极干粉处理 负极筛粉 正极混干粉 负极搅拌 正极真空搅 拌 负极筛浆料 正极筛浆料 负极真空搅拌 负极 负极干粉处理 正极拉浆 负极拉浆 40 拉浆工艺流程 正、负极浆料 送带 上浆 烘烤 收带 正、负极裁片 41 裁片工艺流程 正极裁大片 正极划线刮粉 正极片辊切 正极称重分档 负极裁大片 负极划线刮粉 负极吸尘 负极片辊切 负极称重分档 正极制片 负极制片 42 制片工艺流程 正极真空烘烤 正极吸尘 正极片辊压 正极焊极耳 正极贴胶纸 正极吸尘 卷绕 负极真空烘烤 负极片辊压 负极焊极耳 负极贴胶纸 负极冲压极耳 负极吸尘 卷绕 43 卷绕工艺流程 正、负极片 配片 卷绕 测短路 隔膜 套绝缘片并固定 入壳 隔膜裁剪 底部超声焊 铝镍复合带 负、正极极耳点焊 离心入壳 压盖帽 测短路 激光焊 压芯 贴底部胶纸 44 激光焊工艺流程 上夹具 激光 焊接 全检内阻 全检气密性 称重分级 注液 45 注液工艺流程 真空烘烤 注液 贴胶纸 称重 擦洗 套胶圈 化成 46 化成工艺流程 高温烘烤 化成 压钢珠 清洗 高温贮存 自检电压 铝镍复合片点 焊 分容 测电压、贴不干胶，半成品入库 47 检测包装工艺流程 充电 放电 反充电 清洗 全检电压 全检内阻 全检尺寸 装盒、包装 客户 48 液态锂离子电池生产所用设备 真空搅拌机 ? 拉浆机 ? 裁切机 ? 辊压机 ? 卷绕机 ? 激光焊机 ? 真空注液机 ? 化成检测柜 ? 49 液态锂离子电池性能 常规性能: 容量 电压 内阻 ? 可靠性性能: 循环寿命 放电平台 自放电 贮存性能 高低温性能 ? 安全性能 过充 短路 针刺 跌落 湿水 低压 振动 ? 50 锂离子电池质量认证 51 电池是个比较复杂的电化学体系，涉及 到电化学、材料、机械、物理等学科 ? 锂离子电池生产流程较长，每个质量控 制点都非常重要 ? 大家可以根据自己工作岗位性质有针对 性的进行研究、讨论 ? 52