锂电池基础知识培训材料

锂电池基础知识鸿基伟业新能源有限公司制造部第1页，共43页。一、什么是电池？

电池：是一种能量转化与储存的装置，它通过反应将化学能或物理能转化为电能。第2页，共43页。1、电池种类划分一次电池：碱性电池、锌锰电池、一次锂锰电池小型二次电池：镍镉、镍氢、锂离子铅酸电池动力电池燃料电池太阳能电池其他新型电池第3页，共43页。2、应用领域Li-ionBattery第4页，共43页。电动摩托车第5页，共43页。电动自行车第6页，共43页。电动汽车（BEV）第7页，共43页。3、聚锂电池的发展20世纪70年代末研发成功锂蓄电池80年代中后期1990年PEO基的聚合物锂二次电池研发成功日本索尼(Sony)以碳材为负极，以钴酸锂材料为正极的二次锂离子电池---锂离子电池元年1999年，日本Sony第8页，共43页。化学反应式（以LiCoO2/C为例）：4、1锂离子电池工作原理第9页，共43页。4、2锂离子电池工作原理图第10页，共43页。5、聚锂电池特点高能量密度高工作电压长循环寿命电化学特性稳定荷电保持能力强无污染无记忆效应

第11页，共43页。各种二次电池性能比较(一)电池类型酸性电池镍镉电池镍氢电池液态锂电池聚合物锂电池安全好好好一般好工作电压(V)21.21.23.73.7重量能量比(Wh/kg)354150-80120-180160-200体积能量比(Wh/l)80120100-200300-360300～400第12页，共43页。各种二次电池性能比较(二)电池类型酸性电池镍镉电池镍氢电池液态锂电池聚合物锂电池循环寿命300300500>500>500工作温度(℃)-20~60-20~60-20~60-20~60-20~60自放电<10<10<30<5<5记忆效应无有无无无毒性有毒有毒轻毒轻毒无毒形状固定固定固定固定任意第13页，共43页。二、锂离子电池结构正极活性物质（LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-xO2)

导电剂、溶剂、粘合剂、基体负极活性物质（石墨、MCMB)

粘合剂、溶剂、基体隔膜（PP+PE）电解液（LiPF6+DMCECEMC)外壳（铝塑复合膜）包装材料（环氧板）保护板（PCM）第14页，共43页。1、锂离子电池结构——正极正极基体：铝箔（约0.018mm厚)正极物质：锰酸锂+电导剂+PVDF正极集流体：铝带（约0.1mm厚）第15页，共43页。2、锂离子电池结构——负极负极基体：铜箔（约0.009mm厚)负极物质：石墨+纯水+SBR+SP+正丁醇负极集流体：镍带（约0.07mm厚）第16页，共43页。3、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0.016～0.020mm

三层一般为0.020～0.025mm第17页，共43页。4、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（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/cm31.23±0.03

水分（卡尔费休法）≤20ppm

游离酸（以HF计）≤50ppm

电导率（25℃）10.4±0.5ms／cm第18页，共43页。５.聚合物锂离子电池——电芯结构第19页，共43页。三、聚锂电池性能常规性能：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第20页，共43页。1、聚合物锂离子电池的性能电性能

开路电压（无负载状态下的电压）电压工作电压3.0V～4.2V

终止电压放电电流容量及其影响因素放电温度贮存时间

第21页，共43页。比能量（重量比能量GED（Wh/Kg）；体积比能量VED（Wh/L））内阻(毫欧级mΩ)循环寿命反复充放电次数可达500—1000次

第22页，共43页。不同电流放电曲线第23页，共43页。温度下放电曲线第24页，共43页。循环寿命曲线第25页，共43页。2、安全性能过放电常温条件下以一定电流放电到0V过充电常温条件下以3C电流充电到５V或10V短路外接≤50mΩ的电线短路10min加热130℃±2℃恒温箱保持30min

挤压垂直施压至原始尺寸的85%、50%针刺Ø3~Ø8的钢针以10~40mm/s的速度

经过以上检测，电池应该不爆炸、不起火。第26页，共43页。3、其它性能耐振动性能线性扫频振动试验条件：放电电流、振动方向、振动频率、最大加速度、扫频循环、振动时间等电池的一致性第27页，共43页。4、聚合物锂离子电池&液态锂离子电池的优缺点对比项目聚合物锂离子电池液态锂离子电池包装材料铝塑复合膜钢壳或铝壳电解质固态或凝胶态液态安全性能安全性能良好使用不当易爆炸适用范围重量比容量材料成本自动化程度可以制作3mm以下厚度以及大容量动力电池用电芯较高略高较低厚度不能低于3mm，从安全角度考虑，不适合制作大容量电芯较低较低较高第28页，共43页。附保护板介绍主要是由控制IC，MOS管，PCB底板及周边元件组成。主要功能是防止电池由于过充、过放、过流或短路而引起的电池燃烧或永久性损坏。主要分为单节、双节和多节保护板。广义的保护板还包括锂电池的电量指示板、充电均衡板等智能管理部分。第29页，共43页。四、锂离子电池命名圆柱型锂离子电池命名以18650S为例，圆柱型锂离子电池电池尺寸：直径18mm高度65.0mm方型聚锂电池命名以603048A为例，方型锂离子电池电池尺寸：长48.0mm宽30.0mm厚6.0mm

厚度宽度长度13011585H第30页，共43页。相关名词解释电池——cell直接将化学能转化为电能的基本单元装置，包括电极、隔膜、电解质、外壳和极端等，并被设计成可充电。电池组——battery由一个或多个蓄电池及附件组合而成的组合体，并可以直接作为电源使用。一般均含有保护板、外壳等辅件。额定容量——ratedcapacity指电池在环境温度为23℃2℃条件下，以h率放电至终止电压时所应提供的电量，用C表示，单位为Ah（安培小时）或mAh（毫安小时）。第31页，共43页。充电限制电压——limitedchargevoltage按生产厂规定，电池或电池组由恒流充电转入恒压充电时的电压值。对于单节电芯，充电限制电压一般为4.2V；n节串连使用，则为n*4.2(V)。标称电压——nominalvoltage用以表示电池或电池组电压的适宜的近似值。对于单节电池，标称电压一般为3.7V（或3.6V）；n节串连使用，则为n*3.7(V)。终止电压——cut-offvoltage规定放电终止时电池或电池组的负载电压，其值由制造商规定。对于单节电池，终止电压一般为2.75V（或3.0V）；n节串连使用，则为n*2.75(V)。第32页，共43页。五、我们公司产品介绍1.HJC9068130(3.7V/5Ah)2.HJB90681302P7S(25V/10Ah)3.HJB90681302P10S(37V/10Ah)4.HJB90681302P13S(48V/10Ah)第33页，共43页。单体电芯第34页，共43页。电池组第35页，共43页。HJC9068130(3.7V/5Ah)产品指标

1电池型号90681302标称容量5Ah3额定电压3.7V4重量约0.165Kg5充电标准充电电流5A最大充电电流10A充电上限电压4.2V6放电标准放电电流5A最大放电电流20A放电终止电压3.0V7工作温度充电温度0~45℃放电温度-20~60℃8电池荷电保持能力（贮存一个月）≥95%9电池内阻≤12mΩ10电池尺寸9.0±0.2*67±1*130±1第36页，共43页。25V/10Ah技术参数产品指标

1电池型号HJB90681302P7S2标称容量10Ah3额定电压25V4重量约3.3Kg5充电标准充电电流2A最大充电电流5A充电上限电压29.4V6放电标准放电电流5A最大放电电流20A放电终止电压21.0V7工作温度充电温度0~45℃放电温度-20~60℃8电池荷电保持能力（贮存一个月）≥95%9电池内阻电池组放电端内阻≤100mΩ电池组充电端内阻≤150mΩ第37页，共43页。37V/10Ah技术参数产品指标

1电池型号HJB90681302P10S2标称容量10Ah3额定电压37V4重量约4.3Kg5充电标准充电电流2A最大充电电流5A充电上限电压42.0V6放电标准放电电流5A最大放电电流20A放电终止电压30.0V7工作温度充电温度0~45℃放电温度-20~60℃8电池荷电保持能力（贮存一个月）≥95%9电池内阻电池组放电端内阻≤150mΩ电池组充电端内阻≤200mΩ第38页，共43页。48V/10Ah技术参数产品指标

1电池型号HJB90681302P13S2标称容量10Ah3额定电压48V4重量约5.3Kg5充电标准充电电流2A最大充电电流5A充电上限电压54.6V6放电标准放电电流5A最大放电电流20A放电终止电压39.0V7工作温度充电温度0~45℃放电温度-20~60℃8电池荷电保持能力（贮存一个月）≥95%9电池内阻电池组放电端内阻≤200mΩ电池组充电端内阻≤250mΩ第39页，共43页。我公司产品使用说明1运输要求：电池应包装成箱进行运输，在运输过程中应防止剧烈振动、冲击或挤压，防止日晒雨淋，可使用车、火车、轮船、飞机等交通工具进行运输。2

贮存要求：电池应贮存在环境温度为－5℃～35℃，相对湿度不大于75％的清洁、干燥、通风的室内，应避免与腐蚀性物质接触，应远离火源用热源。3为了更有效的发挥电池性能，用户初次使用前，需用配套充电器将电池充电5小时以上。4在测试或使用过程中对电芯、电池有疑义之处，请及时与我方销售人员或技术人员联系。我方将及时予以答复。第40页，共43页。我公司产品使用安全规程1电池在充电时请使用锂离子电池专用充电器，并正确与专用设备连接使用。2禁止拆装、破坏电池；禁止在电池上直接焊接。3禁止让电池短路；禁止弄湿电池，更不能将电池投入水中。4禁止加热、焚烧电池，以及在高温热源附近或高温环境（超过80℃）使用电池。5严禁将电池直接接