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文档简介
1、品质工作的5W 2H的含义What什么 why为什么 Who谁 Where在哪里 When什么时候 How怎么做 How much 成 本多少-转锂离子电池基础知识-锂离子电池原理及工艺流程锂离子电池原理及工艺流程一、原理1.0正极构造LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)正极2.0负极构造石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体(铜箔)负极3.0工作原理3.1充电过程如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子 e从通过外部电路跑到负极上 ,正锂离子Li+ 从正极 跳进”电解液里, 爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,游泳”到达负极,与早
2、就跑过来的电子结合在一起。正极上发生的反应为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli+Xe( 电子)负极上发生的反应为6C+XLi+Xe=LixC63.2电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电,恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻,恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知,只要负极上的电子不能从负极跑到正极,电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的,方向相同但路不同,放电时,电子从负极经过电子导体跑到正极,锂离子Li+从负极跳进”电解液里,爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞,游泳”到达正极,与早就跑过来的电子结合在一起。二、工艺流程三、电池不良项目及成因
3、:1. 容量低产生原因:a. 附料量偏少;b.极片两面附料量相差较大;c.极片断裂;d.电解液少;e.电解液电导率低;f.正极与负极配片未配好;g.隔膜孔隙率小;h.胶粘剂老化t附料脱落;i.卷芯超厚(未烘干或电解液未渗透)j.分容时未充满电;k.正负极材料比容量小。2. 内阻高产生原因:a.负极片与极耳虚焊;b.正极片与极耳虚焊;c.正极耳与盖帽虚焊;d.负极耳与壳虚焊;e.铆钉与压板接触内阻大;f.正极未加导电剂;g.电解液没有锂盐;h.电池曾经发生短路;i.隔膜纸孔隙率小。3. 电压低产生原因:a.副反应(电解液分解;正极有杂质;有水);b.未化成好(SEI膜未形成安全);c. 客户的线
4、路板漏电(指客户加工后送回的电芯);d.客户未按要求点焊(客户加工后的电芯);e.毛刺;f微短路;g.负极产生枝晶。4. 超厚产生超厚的原因有以下几点:a.焊缝漏气;b.电解液分解;c.未烘干水分;d. 盖帽密封性差;e.壳壁太厚;f.壳太厚;g.卷芯太厚(附料太多;极片未压实;隔膜太厚)。5. 成因有以下几点a.未化成好(SEI膜不完整、致密);b.烘烤温度过高t粘合剂老化t脱料;c.负极比容量低;d.正极附料多而负极附料少;e.盖帽漏气,焊缝漏气;f.电解液分解,电导率降低。6. 爆炸a.分容柜有故障(造成过充);b.隔膜闭合效应差;c.内部短路7. 短路a.料尘;b.装壳时装破;c.尺刮
5、(小隔膜纸太小或未垫好);d.卷绕不齐;e.没包好;f.隔膜有洞;g.毛刺8. 断路a)极耳与铆钉未焊好,或者有效焊点面积小;b)连接片断裂(连接片太短或与极片点焊时焊得太靠下)-作者:info- 发布时间:2005-9-21 14:39:151、基本工作原理1) 、正极反应:LiCoO2 = Li1-xCoO2 + x Li+ + xe-2) 、负极反应:6C + x Li+ + xe- = LixC63) 、电池反应:LiCoO2 + 6C = Li1-xCoO2 + LixC64)、电池的电动势:(1)、定义:在没有电流的情况下,电池正、负极两端的电位差。(2)、影响因素:由电极材料决定
6、,不受其它任何辅助材料影响。2、 电压特性1)、开路电压:用电压表直接测量的正、负极两端的电压。E = V -I R2) 、工作电压范围:2.75 4.2 volt 。3)、额定电压:3.6 volt。4)、平均工作电压:3.72 volt 。5)、影响电压特性的基本因素(1 )、电极材料;(2)、电极配方;(3)、电池设计;4、工作电流:1)、电极的极化:由于电池电极上有电流通过,导致电极电位偏离平衡状态。a、欧姆极化:电池材料的电阻影响。b、电化学极化:得失电子的难易,导致电极电位偏离平衡状态。c、浓差极化:由于离子迁移速度慢,导致电极电位偏离平衡状态。2) 、极化与电流的关系:ie ir
7、 ic2) 、工作电流的确定:ic; 2-3 mA/cm2 ;3)、影响工作电流的因素(1)、电极配方,导电材料性能、用量、粘合剂用量。(2)、极片的面积;(3)、极片压实密度;(4)、钝化膜的厚度;-作者:info-发布时间:2005-9-21 14:40:08锂离子电池对使用条件的要求也比较特殊,它要求将电压控制在2.54.2V/单体。如果使用时电压太低,会降低电池的使用寿命,充电时电压过高可能会引起爆裂。所以锂离子电池不能单独使用,必须配上电子保护线路以保证它工作在允许的范围之内,这样才能保证锂离子电池的安全性并有效的延长使用寿命。由于锂离子电池的特殊性,它对充电器的要求也相当高,锂离子
8、电池最理想的充电方式为恒流恒压方式,先以恒流充电至4.2V/单体,然后转为恒压充电。当电流小到一定程度后充电结束。锂离子电池对充电器的电压精度要求较高。电压少于额定(4.2V )0.1V就会导致充电不足,约少充15%左右的电量。电压超过额定(4.2V) 0.1V又会引起过充,影响电池的安全性能。我说的片面不完全,请大家继续补充!电池知识A.锂动力电池的主要构成(1)电池盖(2)正极活性物质为氧化钴锂(3)隔膜一种特殊的复合膜(4)负极活性物质为碳(5)有机电解液(6)电池壳B .锂动力电池的优越性能我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镉镍电池(Ni/cd)和氢镍电池(Ni/cd)来讲的
9、。那么,锂离子电池究竟好在哪里呢?(1)工作电压高 (2)比能量大(3)循环寿命长(4)自放电率低 (5)无 记忆效应(6)无污染C .锂动力电池的组装过程锂动力电池的工艺及技术要求非常严格、复杂,这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。(1)制浆用专门的溶剂和粘贴剂分别与粉末状的正负极活性物质混合,经高速搅拌均匀后,制成浆状的正负极物质。(2)涂膜将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正极极片和负极极片。(3)装配按正极片一隔膜一负极片一隔膜自上而下的顺序放好,经卷绕制成电池极芯, 再经注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池的装配过程,制成成品电池。(4)化成用专用的电池充放电
10、设备对成品电池进行充放电测试,对每一只电池都进行检测, 筛选出合格的成品电池,待出厂。D .锂动力电池的安全特性锂动力电池已非常广泛地应用于人们的日常生活中, 所以它的安全性能绝对应该是锂离子 电池的第一项考核指标。 对于锂动力电池安全性能的考核指标, 国际上规定了非常严格的标 准,一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件。(1)短路:不起火,不爆炸;(2)过充电:不起火,不爆炸(3)热箱试验:不起火,不爆炸(150 C恒温10min )(4)针刺:不爆炸(用直径3 mm钉穿透电池)(5)平板冲击:不起火,不爆炸(10kg重物自1米高处砸向电池)(6)焚烧:不爆炸(煤气火焰烧烤电池)E .锂动力电池是一种新型绿色环保电池新型绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制开发的一类高性能、无污染的电池。目前已经大量使用的锂动力蓄电池、金属氢化物镍蓄电池和正在推广使用的无汞缄性锌锰电池以及正在研
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