《锂电池知识培训》PPT课件.ppt

1、2020/12/6,1,锂离子电池基础知识介绍,2,2020/12/6,目录,第一章 锂离子电池反应机理及结构 第二章 聚合物电池生产过程 第三章 圆柱电池生产过程 第四章 锂离子电池的一些基本电性能 第五章 锂离子电池安全性能及关键控制点 第六章 PACK介绍 第七章 锂离子电池相关标准 第八章 磷酸铁锂介绍,3,2020/12/6,什么叫锂离子电池？,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LiXFePO4 等 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6等。 电解质为溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液

2、。 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。,4,2020/12/6,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： 6C + xLi+ + xe- = LixC6 电池总反应： LiCoO2 + C6 = Li1-xCoO2 + LixC6 放电时发生上述反应的逆反应。,充电,放电,充电,放电,充电,放电,5,2020/12/6,在电池化成初次充电过程中： 电池电压大约在02.5V左右，电解质在负极表面还原，

3、形成固态电解质界面（SEI 膜：烷基碳酸锂、氧化锂、碳酸锂、氟化锂等），作用是使溶剂化锂离子脱去表面溶剂分子得到电子嵌入石墨层内。此时正极开始脱出锂离子, 容量占总体容量的10%左右。对电池而言表现为产生气体：主要成分为溶剂还原产物如乙烯、丙烯和 CO2 等。 由于电池初期的产气现象，电池内部压力增大同时使电液在极组中分布不均匀，出现析锂和电池鼓胀现象。目前解决方案就是开口排气，使化成初期产生的气体排出电池之外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同时，使电液进一步在极组内部扩散。,电压在2.54.2V时,电池的活性物质开始发生电化学反应, 负极活性物质开始嵌入锂离子,正极继续脱出锂离子。

4、,锂离子电池电化学反应机理,6,2020/12/6,锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程,锂离子电池电化学反应机理,7,2020/12/6,锂离子电池结构,正极 活性物质（LiCoO2LiMnO2LiNixCo1-xO2 LiXFePO4 ) 导电剂、溶剂、粘合剂、基体 负极 活性物质（石墨、MCMB) 粘合剂、溶剂、基体、导电剂 隔膜（PP+PE） 电解液（LiPF6 + DMC/ EC/ EMC) 外壳五金件（钢壳、铝塑膜、铝壳、盖板、极耳、绝缘片等）,8,2020/12/6,圆柱形锂离子电池结构图,9,2020/12/6,软包装锂离子电池结构图,10,2020/12/6,方形锂离子电池

5、结构图,11,2020/12/6,锂离子电池结构正极,正极基体：铝箔（约0.015mm厚),正极物质：钴酸锂+导电剂+PVDF,正极极耳：铝带（约0.1mm厚）,作用：提供锂源,12,2020/12/6,锂离子电池结构负极,作用： 接受容纳锂离子,13,2020/12/6,锂离子电池结构隔膜,材质：单层PE（聚乙烯）或者 三层复合PP（聚丙烯） +PE+PP 厚度：单层一般为0.0160.020mm 三层一般为0.0200.025mm,作用：将正负极完全隔开，防止正负极直接短路,14,2020/12/6,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

6、电池的电解液，只能在干燥环境下使用操作（如环境水分小于20ppm的手套箱内）。 规格： 溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比） LiPF6浓度 1mol/l 质量指标： 密度（25）g/cm3 1.230.03 水分（卡尔费休法） 20ppm 游离酸（以HF计） 50ppm 电导率（25） 10.40.5 mscm,15,2020/12/6,聚合物锂电的命名一般根据它的厚度、宽度、长度的尺寸得出的。 如402025： 那就表示它的厚度是4.0mm;宽度是20mm,长度是25mm。,聚合物电池简介,16,2020/12/6,电池极片制作,电池隔膜准备,极组卷绕,电池自放电挑选,电池壳制作,电池侧顶边封,电池注液,电池化成,电池后处理,电池后处理,电池后加工,分选,出货检验,电池转PACK 或直接出货,聚合物电池的生产过程示意图,17,2020/12/6,极片、隔膜,极组,电池壳,待注液电池,待充电电池,待出货电池,聚合物电池的生产过程,18,2020/12/6,正极片,负极片,隔膜,+,-,卷绕,极组,聚合物电池生产过程卷绕,19,2020/12/6,电池壳,铝塑封装袋,