锂电池基本原理1课件

聚合物锂电池基础知识锂离子电池基本知识锂离子电池的分类及优点电池行业的常见术语锂离子电池的工作原理锂离子电池的基本结构1锂离子电池的分类及优点锂离子电池的分类根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithiumionbattery,简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymerlithiumionbattery,简称为LIP)两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同,锂离子电池使用的是液体电解质,而聚合物锂离子电池则以凝胶聚合物电解质来代替,这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。锂离子电池的优点理论上，与一般的电池相比，锂离子电池有明显的优点：1）高电压，锂离子电池使用高电负性的含元素锂电极，使其端电压高达3.7V，而Ni-Cd和Ni-MH电池的电压只有1.2V左右2）高能量密度，与同等容量的Ni-Cd和Ni-MH电池相比，锂离子电池的重量轻，其体积比能量是这两类电池的1.5—2倍3）循环寿命长，循环寿命超过500次4）安全性高，锂离子充放电过程中没有金属锂的存在，避免了锂电池中金属锂造成的安全问题5）自放电率低，锂离子电池在首次充电（化成）过程中在碳负极材料表面形成一层具有锂离子导电性而对电子绝缘的固体电解质中间相膜（SEI），可较好的阻止自放电的发生，6）无记忆效应7）无污染，环保由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂离子电池相比，聚合物锂电池还有以下优势：A形状可以任意定制，厚度薄，聚合物电池可根据客户的需求增加或减少电芯厚度，开发新的电芯型号有的甚至可以根据手机形状量身定做，以充分利用电池外壳空间，提升电池容量。B重量轻，聚合物电池重量较同等容量规格的钢壳锂电轻40%，较铝壳电池轻20%。

C.容量大。聚合物电池较同等尺寸规格的钢壳电池容量高10～15%，较铝壳电池高5～10%

2电池行业中一些常见的术语一次电池:只能进行一次放电的电池，不能进行充电而再利用。二次电池: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。标称电压:电池0.2C放电时全过程的平均电压，是一个近似数值。锂电的标称电压是3.7V额定容量:生产厂家标明的电池容量，，即充满电的电池在20℃下以0.2C的标准实验电流放电到终止电压时所能放出的电量值，用C5表示，单位是Ah或者mAh倍率：是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。如电池的标称额定容量为600mAh为1C（1倍率），300mAh则为0.5C,6A(600mAh)为10C.以此类推.循环寿命:电池在一定条件下（20℃0.2C5）,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数。

3锂离子电池的基本结构负极隔膜电解液铝塑膜铝镍复合带正极锂离子电池

同所有的化学电源一样，锂离子电池也由正极、负极、隔膜纸、电解液和外壳等组成。1、正极:电池反应的主体，主要反应活性物质为LiCoO2，电池反应过程中Li+的提供者，正极片是由LiCoO2粉末调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，主要反应活性物质为C，电池反应过程中Li+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。3、隔膜:置于正极与负极之间起隔离作用，主要是防止正极与负极直接接触而导致电池内部短路。它可以让电解液中的锂离子自由穿过，但具有良好的电子绝缘性。4、电解液:电池反应过程中，作Li+来回移动的载体，一般采用LiF6作电解质溶解于EC/DMC/EMC等混合酯类物质中而形成有机电解液。5、铝塑膜:起包装的作用，具要求有良好的耐冲压，电绝缘，耐电解液腐蚀，耐热封6、铝镍复合带:用作正负极极耳，起到与外电路导通的作用

4锂离子电池的工作原理锂离子电池是以Li+嵌入化合物为正负极的二次电池，实际上是一个锂离子浓差电池，正负极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成通常正极采用锂化合物，负极采用锂-碳层间化合物，电解质为锂盐的有机电解液在充放电过程中，Li+在两个电极间往返嵌入和脱出，被形象的成为“摇椅式电池”锂电池的正极材料是含锂化合物，且该化合物能可逆地嵌入与脱嵌锂离子负极是碳。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。同时电子的补偿从外电路供给碳负极，保证负极的电荷平衡，而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我