锂电池培训资料

1、锂电池培培训资料料9 88 ! Q% _66 P$ u11 i22 T* S( r& B99 ?22 k& s* T+ ?: g22 l$ F p22 b- f+ b一一、电池池基础二、锂离离子电池池基础三、锂电电池的安安全四、保护护板BMMS具体体功能介介绍五、锂离离子电池池的储藏藏和运输输3 88 O P# A55 C11 a& I一一、电池池基础1、电池池的发展展简史：公元前1100公元1100年年 电池池原形1780017791发发明伽尼尼尔电池池+ Z99 . JM w# r, K118000年伏特特发明电电池18333年发现现法拉第第法则 $ C22 D00 Q22 U d k33

2、 j+ t! l118366年发明明丹尼尔尔电池18599年发明明铅酸电电池1 n a88 n66 d66 |: G44 e( U22 n118688年发明明干电池池18999年发明明Ni-Cd蓄蓄电池 # SS3 yy5 kk4 ?8 yy! LL! kk5 TT19001年发发明Nii/Fee电池00 C* 00 N% e + k22 e119511年发明明密封NNi-CCd电池池7 RR) GG7 ss1 ?8 |( rr/ |6 QQ% zz19990年发发明锂离离子电池池, _2 JJ! QQ! ss$ kk8 xx( qq19995年发发明聚合合物电解解质锂离离子电池池# ll/

3、ee/ ZZ; zz, RR, LL& kk) ww5 YY2、电电池的要要素和组组成：+ W77 s, S/ I11 y44 / h: w55 电极0 R9 U yy6 , B8 T7 L x 负极极：通常常将电池池电极中中电压较较低的一一极称为为负极; S& VP& x! y, h 正正极：通通常将电电池电极极中电压压较高的的一极称称为正极极隔膜：在电池池中，防防止正负负极间电电子导通通，而又又能让离离子通过过（离子子传导）的的隔离材材料，一一般为多多孔薄膜膜材料- hh4 ?$ xx+ ZZ7 vv1 RR9 - bb电解质质溶液（电电液）：在电池池内正负负极间提提供离子子传输作作用8

4、? s# ( y( W/ P- o% T3 x其他构构件：如如外壳，极极柱，密密封件等等1 jj2 oo$ jj) CC8 VV; - bb3、电电池的分分类7 N5 w: G, b+ V! 6 F$ x一次次电池（干干电池） 0 u. z/ S) Q. N4 K二次电池（充电电池或蓄电池）铅酸电池镍镉电池镍氢电池锂离子电池 U0 n3 I; L. l _+ P) ?4 i 液态锂离子电池* # P6 * W/ G0 m$ n: d 聚合物态锂离子电池另外还有燃料电池、太阳能电池等等4、常见可充电电池性能比较： 组组成 电池池 能能量密度度 电池体系系 负负极电解液液 正正极 环环保性能能 电

5、压（VV）Wh/kg WWh/LL 充电循循环 自放放电率锂锂离子电电池 碳 LiPPF6 LLiMnn2O44或绿色环环保 3.6 1300-1550 3350-4000 10000 88%0 ; F1 M# ?/ 9 ! I LiiCoOO2铅酸酸电池 PPb H22SO44 PbbO2 铅污染染严重 2.00 30-50500-800 3000-5000 200%0 ?+ E9 r$ S! F/ f* v, v g镍镉镉电池 Cdd KOHH NNiOOOH 镉污污染严重重 1.2 500-6001130-1500 4400-6000 25%7 ww HH 4 LL GG镍氢电电池 储储

6、氢 KOHH NNiOOOH 环保 11.2 660-7701900-2000 5000 110% ) M; 44 - ?- Y _& K11 i# I 材材料 % u( |* 33 F00 S, V( A, Q/ C二二、锂离离子电池池基础/ n, k/ j$ ) & _ H O& X55 s99 R$ E# C* B& C11、锂离离子电池池的“前前世今生生” ：锂离子电电池是220世纪纪90年年代开发发成功的的新型高高能电池池。2 G6 l1 i& i. C6 I1 l, z5 l2 A锂离离子电池池的“前前世”：早期负负极为金金属锂的的“锂电电池”，但但金属锂锂的化学学活性太太大， 充

7、充电时产产生的枝枝晶, h3 E$ n6 F0 M( P# x9 s: a会使使电池短短路，目目前尚未未真正解解决其安安全问题题。锂离离子电池池的“今今生”：锂离子子电池名名称开始始于日本本企业，针针对含金金属锂负负极的锂锂二次电电池 而而言，119911年- Q6 V0 q3 o/ o% 0 o- W- u由索索尼公司司率先实实现商业业化。采采用可嵌嵌锂碳材材料为负负极，正正极采用用含锂的的 过渡渡金属氧氧化物，利利用溶有有锂盐66 M, S66 S l88 E% |非非水溶剂剂作为电电介质。5 ! dd7 pp! yy7 $ TT rr22、2锂离离子电池池的优点点和缺点点：/ X: i

8、Z3 g- Q$ P ! Z锂离离子电池池重量轻轻、体积积小，寿寿命长，没没有记忆忆效应，具具备良好好的温度度特性，同同时由于于没有重重金属污污染、没没有毒性性物质，是是新一代代环保型型绿色电电池。被被业界称称之为“终终极电池池” 锂离子子 铅酸 镍镉 镍氢氢重量 5 1 1 34 J5 u5 N5 P6 A/ C/ 寿命命 55 2 33 4 S44 g$ |. L11 z环环保 5 22 1 555 FF0 KK, gg9 记忆 5 3 1 3温度度特性 5 22 3 33缺点：锂离子子电池价价格相对对昂贵，发发展时间间短，制制造工艺艺的成熟熟性不如如铅酸，镍镍镉及镍镍氢电池池，但随随时间

9、的的推移，锂锂离子电电池的制制造工艺艺会越来来越成熟熟，价格格也会逐逐渐降低低。+ : z: q+ W1 8 P6 y- b5、液态锂锂离子电电池与聚聚合物锂锂离子电电池的异异同：22 p11 v99 z33 x11 j66 v相同点点：正负负极活性性物质相相同 电池池工作原原理相同同 单体电电池工作作电压相相同# o7 . t( t+ S) S, m不同点点：液态态锂离子子电池的的电解液液是液态态的有机机电解液液，聚合合物锂离离子电池池的电解解质是将将液态的的有机电电解液吸吸附在一一种聚合合物基质质上，所所以被称称为凝胶胶聚合物物电解质质。; T4 U8 d% P; O优缺点点比较：液态锂锂

10、离子电电池的功功率较聚聚合物锂锂离子电电池大的的多，反反映在电电动自行行车上，液液态比聚聚合物有有更强的的爬坡能能力；液液态锂离离子电池池的价格格较聚合合物锂离离子电池池便宜。聚合物物锂离子子电池由由于不存存在游离离的电解解液，不不存在漏漏液的情情况。66、液态态软包装装、凝胶胶聚合物物和液态态锂离子子电池的的安全性性：6 $ f% - T5 p( Y. |; 7 目前市市场上大大量出现现的是液液态软包包装电池池，液态态软包装装电池内内部电化化学体系系和金属属壳包装装电池一一样。* w11 D99 m& I77 G. g) ES00 E优缺点点比较：采用液液体电解解液，因因此在大大电流放放电等

11、性性能上也也不错。由于采采用软包包装，包包装较易易损坏，在在一8 D% ?$ B! W: M2 z3 U些振振动频繁繁的应用用领域，如如电动自自行车等等，需要要谨慎。 金金属壳液液态 液态态软包装装 凝胶胶型7 ? U! a8 _ M b, N电解解液 液态 液液态 凝胶态态包装 金金属 铝铝塑膜 铝铝塑膜放放电能力力 很很好 很好好 差安全全性：锂锂离子电电池的安安全性需需要从正正极材料料入手，光光靠更换换软包装装无法从从根本上上解决。软包装装的电池池如果爆爆炸，不不存在金金属物射射出物，然然仍无法法解决燃燃烧等危危险。从从电极材材料和电电解液入入手，才才是解决决锂离子子电池安安全性的的根本

12、途途径。0 k4 $ l: z& Q( j& l; A0 % v7、电池的的一致性性问题：1 * nnKKMM/ tt: SS! xx4 PP# dd, ffCC单体电电池不存存在一致致性问题题，一致致性问题题主要集集中在电电池组中中，影响响电池组组一致性性的主要要因素是是电池的的自放电电4 tt* ww$ BB% TT5 # hh% gg、内阻阻、电池池中电池池的数量量、有无无均衡线线路等。同样容容量和电电压的电电池组，锂锂离子电电池数量量越少，对对一致性性要求越越低。. A77 h. C( K# L) ?. s55 22 I11 C* ; b55 e, / bs; H% $ l) U88、

13、镍氢氢（Nii/MHH）电池池的简介介：+ / a4 f* QS$ b/ W* e2 W! N8 y镍氢氢电池的的工作电电压为11.2VV，无铅铅酸，镉镉镍电池池的重金金属污染染问题，也也属于绿绿色环保保型电池池，但与与锂离子子电池11 & _99 % n55 p( G* n相相比，镍镍氢电池池的工作作电压只只有锂离离子电池池的1/3，同同样一个个电池镍镍氢电池池需要的的单体电电池的数数量是锂锂离子电电池的33倍，重重量是锂锂离子电电池的22倍左右右，循环环寿命也也比锂离离子电池池短。另另外镍氢氢电池充充电过程程中发热热严重，无无法长期期在高温温调节下下使用。低温性性能不如如锂离子子电池，高高

14、倍率放放电性能能不如镉镉镍电池池和锂离离子电池池，而价价格与锂锂离子电电池相差差无几。所以镍镍氢电池池虽然发发展时间间较长，但但其发展展的速度度和潜力力已远远远落后于于锂离子子电池。1 KK- mm9 WW$ qq8 II2 ff% gg4 9、几几种锂离离子电池池正极材材料的综综合比较较1 $ ff, TT( aa8 NN# 7 1 |5 ff7 rr6 mm8 VV/ qq 钴酸酸锂 锰酸酸锂 磷酸铁铁锂 镍钴锰锰酸锂/3元( j% . _ Z* S+ K00 O77 ?22 H耐耐过充 , XX4 ff) bb. XXNN1 UU- ii2 QQ( ; ss! ZZxx! WW2 CC0

15、 : UU氧化性性 很很强 一般般 弱 强强: OO* ll. VV6 pp/ |9 0 RR) KK4 oo2 AA% pp& gg$ ttQQ9 pp+ dd0 gg : dd过充极极限 0.5C/6V3CC/100V 3C/110V 0.5C/6V安安全性 很不安安全 安安全性能能好 安安全性能能好 不不安全66 m99 y! d+ tM44 z77 / Q安安全容量量 1AAh 110330Ahh 可达1100AAh /+ EE- xx$ ( cc0 hh0 YY( FF+ |9 ) OO. zz3 FF1 SS大功率率能力 好好 很好 很好好 /价格格 昂贵 低廉廉 低低廉 一般般三

16、、锂锂电池的的安全- ) f S- N; S- S# e99 w b- ?99 t00 Q% ?44 g11 ?b单单体电池池的安全全测试项项目及测测试方法法- ?& gg9 NN/ qq6 AA% BB$ FF3 ) vv4 / tt% TT% EE$ nn测试项项目 测试条条件 测测试要求求 电池数数目 测测试标准准撞击 平面9.1KGG重物，00.611m高度度， 3个个 侧面直 径155.8mmm 的的 钢棒棒。 不起起火，不不爆炸 3个个 ULL 挤压 平面 挤挤压力 13KKN 不不起火，不不爆炸 33个 UUL; x* y$ - C F) r 侧面面 3个个 高温温 1550，1

17、00minn （温温升5 /miin) 不起火火，不爆爆炸 5个 UL过过充 30AA,100V 不起火火，不爆爆炸 5个 UUL短路路 电电阻小于于1000m 不起起火，不不爆炸 5个个 UL88 N e44 j33 r n# a& F55 / s针针刺 55mm的的钢钉从从垂直于于极板的的 方向贯贯穿（钢钢针停留留在电池池中）不起起火，不不爆炸 55个 企标标0 XX ww+ TT& FF2 GG4 KK# EE9 tt) KK2 ! SS3 ?) qq 四、保保护板BBMS具具体功能能介绍22 % P22 J11 N) i99 F保保护板BBMS（BBattteryy Maanaggem

18、eent Sysstemm）有55大功能能：* 7 z/ V. Y- m( U& LO& N) B6 j9 F7 l, J, 1、过充（过过压）保保护 因为为锂电池池是很“脆脆弱”的的电池，所所以不能能造成过过充。锰锰酸锂是是在4.2v保保护，磷磷酸铁锂锂是在33.6vv左右（具具体可参参考供应应商规格格书）；1 ss5 |$ . VV9 uu0 PP. TT 造成过过充时，一一般保护护板会有有恢复功功能。比比如一块块锰酸锂锂电池保保护板设设置的过过充保护护是4.25vv，当过过充时，保护板保护，停止充电，当电压降至4.15v时，才能恢复充电动作。2、过放（欠压）保护 因为锂电池是很“脆弱”的

19、电池，所以不能造成过放。锰酸锂是在2.7v或3.0v保护，磷酸铁锂是在2.3v左右（具体可参考供应商规格书）； 造成过放时，一般保护板会有恢复功能。比如一块锰酸锂电池保护板设置的过放保护是3.0v，当过放时，保护板保护，停止放电，当电压升至3.1v时，才能恢复放电动作。! s* g; ) b9 z8 9 H+ R: b$ b4 k( m8 Z Y D- 3、过流保护5 x- _; m5 6 Q# 9 u1 l- k# m. o! b. b# G# I! v( f: U 当放电电流或者瞬间放电电流超过电池本身所能承受的电流时，BMS会停止放电动作。 一般恢复过流保护有2个办法。一是断开负载，重新

20、连接电池与负载；一是更换烧坏掉的保险丝。具体看每% b. E a5 d. s X个厂家的产品是如何设置。8 P: r3 o4 o5 I+ z& H2 d j2 w 一般BMS会设置一个例如 30A/8ms（30安培 8毫秒）的峰值电流保护参数。就是说：当电流大于30A并且时间大于8ms时，过流保护会动作。假如是50A3ms，那么过流保护不会动作，4 X0 d# l l+ L( & b1 W5 | 这对带电机类的负载是非常适合的，因为一些负载在起动时会有一个非常大的脉冲/峰值电流，只要这个电* b( K: X: k) jI0 D* n# U流能过去，正常工作就不是问题了。所以有时候电池带电机类负

21、载会不工作，很大一个原因是因为BMS上的脉冲/峰值电流给挡掉了，而不是电池出了问题。; P s3 R% H5 ; O! Z5 A& o1 $ R$ K/ B6 J （测量这个电流需要示波器，很多业务不好展开就是这个电流没有测量到。我们测过一个Trimmer的峰值电流有90A，很高，相对这样大的电流，做BMS就是一个很高的要求）. % 8 4 n; S5 d1 n8 u, t3 9 G2 S2 dW) U4、过温保护 锂电池在所规定的温度范围里是可以正常工作的，当超过所规定的温度范围，BMS会停止放电动作以保护电池，一般此功能为可选功能。 r4 E2 O0 h7 T! B% H5、均衡功能 因为电芯一致性的问题，串并联的电芯越多，一致性问题越突出，电池组的性能会越不好。使用时间长了，每个电芯的电压容量内阻会有所差别，会降低整体电池的性能和寿命。有了均衡功能，可尽可能充满每个电芯的容量，降低每个电芯的差别，提高整体电池的性能和寿命。i1 g! 1 h N* g7 a, N k- V6 0 j8 Mf 目前都在用的是“电阻放电法”，即给电池组中先充满电的电芯放