比克电池知识学习

1、1 锂离子电池的诞生锂离子电池的诞生 电池行业中一些常见的术语电池行业中一些常见的术语 锂离子电池的原理锂离子电池的原理 锂离子电池的基本结构锂离子电池的基本结构 我司锂电池的原材料状况我司锂电池的原材料状况 锂离子电池的基本工艺流程锂离子电池的基本工艺流程 锂离子电池的基本性能锂离子电池的基本性能 我司锂电池的特点及应用说明我司锂电池的特点及应用说明 电池检测标准电池检测标准 有关成品电池的知识与组装的基本流程有关成品电池的知识与组装的基本流程2任何事物的诞生都有一定的背景。锂离子电池的产生同样也离不任何事物的诞生都有一定的背景。锂离子电池的产生同样也离不开这一点。开这一点。20C60、70

2、年代发生的石油危机迫使人们去寻找新的替代年代发生的石油危机迫使人们去寻找新的替代能源。能源。由于金属锂在所有金属中是最轻、氧化还原电位最低、质量能量密度由于金属锂在所有金属中是最轻、氧化还原电位最低、质量能量密度最大，因此它成为了潜在的替代能源之一。同时，随着科学技术的发最大，因此它成为了潜在的替代能源之一。同时，随着科学技术的发展和人民物质文化生活的提高，特别是随着空间技术的发展和军事装展和人民物质文化生活的提高，特别是随着空间技术的发展和军事装备的需求，信息和微电子工业的迅猛发展带来了大量工业用、民用、备的需求，信息和微电子工业的迅猛发展带来了大量工业用、民用、医用和便携式电子产品的问世，

3、以及环境保护意识的增强，人们对体医用和便携式电子产品的问世，以及环境保护意识的增强，人们对体积小、重量轻、安全可靠、无污染，可反复充电使用的电池的需求更积小、重量轻、安全可靠、无污染，可反复充电使用的电池的需求更加迫切。锂离子电池就是在这种形式下迅速发展起来的新兴高能二次加迫切。锂离子电池就是在这种形式下迅速发展起来的新兴高能二次电池。电池。从理论上，与一般的原电池相比，锂离子电池有明显的优点：从理论上，与一般的原电池相比，锂离子电池有明显的优点：a.电压高：是一般电压高：是一般Ni-Cd、Ni-MH的的3倍倍b.储能密度高储能密度高c.工作温度范围宽：工作温度范围宽：一般能在一般能在2545

4、（随着电解质和正极材料的改进，有望拓宽（随着电解质和正极材料的改进，有望拓宽到到4070）工作）工作d.持续输出功率大（比功率大）持续输出功率大（比功率大）e.放电平稳、循放电平稳、循环性能优越，无记忆效应环性能优越，无记忆效应f.储存时间长，工作寿命长等。储存时间长，工作寿命长等。 34 一次电池（一次电池（primarybattery）:只能进行一次放电的电池，不能进行只能进行一次放电的电池，不能进行充电而再利用。充电而再利用。 二次电池（二次电池（secondarybattery）:可反复进行充电、放电而多次使用可反复进行充电、放电而多次使用的电池，也叫蓄电池或充电电池（的电池，也叫蓄电

5、池或充电电池（rechargeable）。）。 正极（正极（positive electrodepositive electrode）: cathode : cathode 放电时，电子从外部电路流放电时，电子从外部电路流入电位较高的电极。入电位较高的电极。 负极（负极（negative electrodenegative electrode）: anode : anode 放电时，电子从外部电路流出放电时，电子从外部电路流出电位较低的电极。电位较低的电极。 额定容量（额定容量（rated capacityrated capacity）: : 制造商标明的电量值制造商标明的电量值C C5 5m

6、AhmAh，即充满，即充满电的电池在电的电池在2020下以下以0.2C0.2C的标准实验电流放电到终止电压（的标准实验电流放电到终止电压（2.75V2.75V）时所能放出的电量值。时所能放出的电量值。 循环寿命（循环寿命（cycle lifecycle life）: : 电池在一定条件下（电池在一定条件下（200.2 C200.2 C5 5）, ,反复反复充放电，当电池容量等性能达到规定的要求以下时所发生的充放电次充放电，当电池容量等性能达到规定的要求以下时所发生的充放电次数（容量低于数（容量低于60%60%）。）。 5内阻（内阻（internalresistance）:电池正极与负极之间的电

7、阻，是集流体、电极活性电池正极与负极之间的电阻，是集流体、电极活性物质、隔膜、电解液的电阻之和，理论上，其值越小性能越好。电池内阻是锂离物质、隔膜、电解液的电阻之和，理论上，其值越小性能越好。电池内阻是锂离子电池性能的重要参数。电池内阻的数值不仅影响了电池的功率特性、电池的放子电池性能的重要参数。电池内阻的数值不仅影响了电池的功率特性、电池的放电倍率，同时也是电池内部结构特性的一个重要表征。电倍率，同时也是电池内部结构特性的一个重要表征。 标称电压（标称电压（nominal voltagenominal voltage）: : 电池电池0.2 C0.2 C放电时全过程的平均电压，是一个近放电时

8、全过程的平均电压，是一个近似数值。（请问我们公司的锂电池的标称电压是似数值。（请问我们公司的锂电池的标称电压是2.75V2.75V、3.7V3.7V、4.2V4.2V？）？）放电平台（放电平台（discharge curvedischarge curve）: : 放电平台是电池放电曲线的一个直接的表征。放电平台是电池放电曲线的一个直接的表征。即电池完全充电后，以一定速率的电流放电时，电压下降相对缓慢的那段时间。即电池完全充电后，以一定速率的电流放电时，电压下降相对缓慢的那段时间。通常以通常以1C1C放电至放电至3.6V3.6V的时间表示放电平台。我们公司锂电池的放电平台达的时间表示放电平台。我

9、们公司锂电池的放电平台达4848分钟分钟以上，放电曲线很好。以上，放电曲线很好。放电容量（放电容量（discharge capacitydischarge capacity）: : 电池放电时所释放出的电荷量。电池放电时所释放出的电荷量。 放电深度（放电深度（depth of dischargedepth of discharge）: : 表示放电程度的一个量度。为放电容量与总表示放电程度的一个量度。为放电容量与总放电容量的比值。放电容量的比值。 自放电自放电(self discharge)：是指电池在没有对外做功的情况下，其自身内：是指电池在没有对外做功的情况下，其自身内部物质发生化学反应而

10、致使电池能量（容量）损失的现象。如自放电较部物质发生化学反应而致使电池能量（容量）损失的现象。如自放电较大的电池往往表现为储存一段时间后出现低电压（或零电压）的现象。大的电池往往表现为储存一段时间后出现低电压（或零电压）的现象。 6电极反应如下：电极反应如下： 正极：正极：LiCoO2Li1-xCoO2+xLi+xe- 负极：负极：6C+xLi+xe-LixC6总的反应：总的反应：LiCoO2+6CLi1-XCoO2+LiXC6锂离子电池的正负极均采用可供锂离子（锂离子电池的正负极均采用可供锂离子（Li+）自由脱嵌的活性物）自由脱嵌的活性物质，当电池充电时，锂离子从正极进入溶液质，当电池充电时

11、，锂离子从正极进入溶液(电解液电解液)转到负极中去，放转到负极中去，放电时锂离子又从负极进入溶液转入正极，锂离子进入电极的过程叫做电时锂离子又从负极进入溶液转入正极，锂离子进入电极的过程叫做嵌入，从电极出来的过程叫做脱嵌。嵌入，从电极出来的过程叫做脱嵌。7负极隔膜纸电解液壳体盖板正极锂离子电池8同所有的化学电源一样，锂离子电池也由正极、负极和同所有的化学电源一样，锂离子电池也由正极、负极和电解液组成。但为了使其性能更优越，更便于人们使用，电解液组成。但为了使其性能更优越，更便于人们使用，于是我们现在的锂离子电池便在原电池的基础上增加了一于是我们现在的锂离子电池便在原电池的基础上增加了一些配件，

12、如隔膜纸、壳体、盖板等。些配件，如隔膜纸、壳体、盖板等。1.1.正极正极: :电池反应的主体，主要反应活性物质为电池反应的主体，主要反应活性物质为LiCoO2，电，电池反应过程中池反应过程中Li+的提供者，正极片是由的提供者，正极片是由LiCoO2粉末调成粉末调成膏状涂覆在铝箔上烘干压制而成。膏状涂覆在铝箔上烘干压制而成。2.负极：与正极匹配成为电池反应的另一个主体，主要反应负极：与正极匹配成为电池反应的另一个主体，主要反应活性物质为活性物质为C，电池反应过程中，电池反应过程中Li+的接收者，负极片是由的接收者，负极片是由石墨粉末调成膏状涂覆在铜箔上烘干压制而成。石墨粉末调成膏状涂覆在铜箔上烘

13、干压制而成。910 钢壳电池钢壳电池 铝壳电池铝壳电池 正极材料正极材料: 中信国安中信国安 振华、瑞翔等振华、瑞翔等 负极材料负极材料: 长沙石墨等长沙石墨等 大阪煤气大阪煤气(Osaka Gas )隔膜材料隔膜材料:日本宇部日本宇部( (UBE ) ) 日本宇部日本宇部( (UBE ) ) 美国美国CELGARDCELGARD、ENTEKENTEK等等 电解液电解液: : 张家港、金牛等张家港、金牛等 Ferro( (美国美国) ) 铜铜 箔箔: UNITED COPPER FOILS 惠州联合惠州联合铝铝 箔箔: ALCOA(SHANGHAI)上海美铝上海美铝 钢钢 壳壳: 路华路华铝铝

14、 壳壳: 同力同力装配化成涂布制浆锂离子电池的主要工序： 用专门的溶剂和粘接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。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、负极极片。 按正极片-隔膜-负极片-隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，再经过注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。 用专用的电池充放电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。 过 筛 烘 烤 称 料 干混 打 胶 配 料 拉 浆 连续压片 裁大片 分切小片 超铆焊 卷 绕 压扁 粘胶纸 热 压 入 壳 点焊负极

15、 超焊正极 卡盖板 激光焊 涂渗透液 测 漏 称 重 烘 烤 注 液 烘 烤 化成分容 入库 出货 搁 置 预充 负压封口 除锈膏擦洗 预充电 锂离子电池作为二次电池，它具有二次电池的共性，锂离子电池作为二次电池，它具有二次电池的共性，目前，轻工行业、电子行业和通讯行业在评价一个目前，轻工行业、电子行业和通讯行业在评价一个二次电池性能时，往往从以下几个方面着手：二次电池性能时，往往从以下几个方面着手： （1）容量）容量（2）标称电压）标称电压（3）内阻）内阻（4）放电平台放电平台（5）循环寿命）循环寿命 （6）荷电保持能（）荷电保持能（7）安全性能）安全性能（8）储存性能）储存性能 （9）高、

16、低温放电性能）高、低温放电性能（10）外观尺寸）外观尺寸 目前，我们公司开发了很多种型号的电芯，种类相对比较齐全.其共同特点为外观尺寸好、容量较高、平台较好、低温放电性能良、内阻一致性较好，其综合性能在国内市场居一流水平。在深圳的几家锂电池公司其产品性能简介如下： 比亚迪：容量高、外观尺寸好，但平台不高，循环衰减快，一致性也不是很理想。 邦凯：循环性能好，平台一般，一致性较高，但容量不高，电池超厚较严重。 华粤宝：外观尺寸较好，但容量偏低，循环衰减快。 环宇达：容量、平台一般、储存性能差（储存时电压下降快，容量下降快，微短路现象较严重）。 （一）充放电条件限制： 1.充电电流：1C 2.充电上

17、限电压：(4.200.05)V 3.放电下限电压：(2.750.05)V 或(3.000.05)V 4.工作温度：充电 045 放电 20 +25（二）储存环境要求： 1.温度：三个月内 20 +45 一年内 20 +25 2.湿度：RH:（6520）% （三）注意事项：（三）注意事项： 1.不得将电池投入火中，或储存在高温的环境里。不得将电池投入火中，或储存在高温的环境里。 2.不要在充电器或设备里将电池正、负极直接连接。不要在充电器或设备里将电池正、负极直接连接。 3.在运输、传送或储存过程中，不得有任何金属物品与电池混在运输、传送或储存过程中，不得有任何金属物品与电池混装，以免造成电池正

18、负极短接。装，以免造成电池正负极短接。 4.不得有任何利器、重物撞伤电池外形结构。不得有任何利器、重物撞伤电池外形结构。 5.5.不得将电池淹没在水中，或让雨水弄湿，弄潮。不得将电池淹没在水中，或让雨水弄湿，弄潮。6.不得将电池储存在有腐蚀性气体（或液体）的环境中。不得将电池储存在有腐蚀性气体（或液体）的环境中。 7.不得与废旧电池或不得与废旧电池或NiMH电池、电池、CdNi电池混合使用。电池混合使用。 0.2C5A放电性能放电性能(20) :满电后满电后,以以0.2C5A电流放电到终止电压电流放电到终止电压2.75V，检测放电时间。检测放电时间。 5h1C5A放电性能放电性能(20) :满

19、电后满电后,以以1C5A电流放电到终止电压电流放电到终止电压2.75V，检测放电时间。检测放电时间。 57min高温性能高温性能(552) :满电后满电后,将电池放入将电池放入552的高温箱中恒的高温箱中恒温温2h，然后以然后以1C5A电流放电至终止电压电流放电至终止电压2.75V，检验放电时间和目检验放电时间和目测外观。测外观。 a)放电时间应不低于放电时间应不低于54min。b)该试验结束后，将电池取出在该试验结束后，将电池取出在环境温度环境温度205的条件下搁置的条件下搁置2h,然后目测电池外观，应无变形、然后目测电池外观，应无变形、爆裂。爆裂。 4.低温性能低温性能(202):充电后充

20、电后,将电池放入将电池放入202的低温箱中恒的低温箱中恒温温24h后后,以以0.2C5A电流放电至终止电压电流放电至终止电压2.75V，检测放电时间和目测外观。，检测放电时间和目测外观。a)a)放电时间应不低于放电时间应不低于4h4h。(容量可以保持在容量可以保持在80%以上以上)b)b)该试验结束后，将电池取出在环境温度该试验结束后，将电池取出在环境温度202055的条件下搁置的条件下搁置2h2h，然，然后目测电池外观，应无变形，无爆裂。后目测电池外观，应无变形，无爆裂。 5.5.荷电保持和恢复能力荷电保持和恢复能力: :充电后搁置充电后搁置28d28d，检测电池电压、荷电保持能力，检测电池

21、电压、荷电保持能力与荷电恢复能力与荷电恢复能力. .a)a)荷电保持能力测试放电时间应不低于荷电保持能力测试放电时间应不低于4.25h4.25h，电池电压不低于，电池电压不低于4.10V4.10V。b) b) 荷电恢复能力测试放电时间应不低于荷电恢复能力测试放电时间应不低于4.5h4.5h。 6.6.循环寿命循环寿命 : 300: 300次次 一级市场一级市场 400 Nokia 500400 Nokia 500 7.恒定湿热性能恒定湿热性能 :充电结束后，将电池放入充电结束后，将电池放入402，相对湿，相对湿 度为度为90%95%的恒温恒湿箱中搁置的恒温恒湿箱中搁置48h后，将电池取出在环境后，将电池取出在环境温度温度205的条件下搁置的条件下搁置2h，目测电池外观。再以，目测电池外观。再以1C5A电电流放电至流放电至2.75V,检测放电时间。检测放电时间。 a)a)电池外观应无变形，锈蚀，冒烟或爆炸。电池外观应无变形，锈蚀，冒烟或爆炸。 b)b)放电时间应不低于放电时间应不低于48min48min。8.8.过充过充(3C/4.8V):(3C/4.8V):电池充满电后电池充满电后, ,将其连接正负极于恒压电源，将其