锂离子电池基础知识新

锂离子电池基础知识新第1页，共21页，2023年，2月20日，星期四锂离子电池基础知识第2页，共21页，2023年，2月20日，星期四1，什么叫锂离子电池主要是指在电极正极材料中使用了锂元素作为主要活性物质的一类二次电池。我们通常所说的锂电池，如手机锂电池，笔记本电脑锂电池，都属于锂二次电池。第3页，共21页，2023年，2月20日，星期四2.锂离子电池的历史锂离子电池的历史是很短的，从1991年左右SONY推出第一块用碳素作为负极材料的锂电池以来，至今也不过十多年的历史下面我们可能看一张图片更好的了解锂电池的历史第4页，共21页，2023年，2月20日，星期四

第5页，共21页，2023年，2月20日，星期四3.锂离子电池的主要构成正极负极电解液隔膜外壳与电极引线。第6页，共21页，2023年，2月20日，星期四4.锂离子电池的分类按电池电解质分：液态锂离子电池、聚合物锂离子电池按电池外壳分：铝壳电池、钢壳电池、软包电池按电池形状分：圆柱形电池（例18650、26650）、方形电池、扣型电池按电池正极材料分：有钴酸锂电池、磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、三元材料电池（一种由镍、钴、锰结合一起的层状结构材料）

按电池性能分：常规电池、动力电池，（动力电池一般指容量特别大、工作电流特别大的电池，目前还没有准确定义，只是与常规的电池等对比而已）

第7页，共21页，2023年，2月20日，星期四5.锂离子电池的结构通过下面的图片，我们可以更好的了解锂离子电池第8页，共21页，2023年，2月20日，星期四第9页，共21页，2023年，2月20日，星期四第10页，共21页，2023年，2月20日，星期四第11页，共21页，2023年，2月20日，星期四第12页，共21页，2023年，2月20日，星期四6.锂离子电池的基本性能(1)电池的开路电压指电池在非工作状态下即电路中无电流流过时，电池正负极之间的电势差。一般情况下，Li-ion电池充满电后开路电压为4.1—4.2V左右，放电后开路电压为3.0V左右。通过对电池的开路电压的检测，可以判断电池的荷电状态。(万用表测出电压)(2)电池的内阻（mΩ）指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻值大，会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数(3)电池的工作电压指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势差。在电池放电工作状态下，当电流流过电池内部时，需要克服电池的内阻所造成阻力，故工作电压总是低于开路电压。Li-ion的放电工作电压在3.7V左右(4)电池的容量指在一定的放电条件下可以从电池获得的电量，分理论容量、实际容量和额定容量.通常指在20±5℃条件下，用0.2C的电流放电到3.00V所放出的电量(5)电池的比容量（mAh/g）指每克活性物质在一定的充放电条件下所能放出的容量。每种活性物质又有理论比容量和实际比容量(6)循环寿命1C恒流恒压充电到4.2V截止电流20mA搁置1小时再以0.2C放电至3.0V(一个循环)

反复循环500次后容量应在初容量的60%以上第13页，共21页，2023年，2月20日，星期四锂离子电池的放电平台放电平台是指在电池任何倍率的电流下恒压充到电压为4.2V，并且充电电流小于0.01C时停止充电即充满电后，然后搁置10分钟，在任何倍率的放电电流下放电至3.6V时的放电时间。一般使用锂离子电池的用电器的工作电压都要求在3.6V以上，如果低于这个值，则会出现无法工作的情况。所以放电平台是衡量电池性能好坏的重要标准之一第14页，共21页，2023年，2月20日，星期四锂离子电池的充放电制式充电制式：恒流充电恒压充电放电制式：恒流放电恒阻放电第15页，共21页，2023年，2月20日，星期四锂离子电池的充放电曲线图第16页，共21页，2023年，2月20日，星期四锂离子电池的优缺点优点：开路电压高，单体电池电压在3.6～3.8V比能量高循环寿命长，自放电小无记忆性，可随时充放电，对环境污染小缺点：过充放电保护问题电池成本高大电流放电性能不好，电解液是有机溶剂的锂盐溶液，一旦漏液会引起起火，爆炸第17页，共21页，2023年，2月20日，星期四聚合物锂离子电池作为第三代锂离子电池的聚合物锂电，有什么特点和优势，下面我们来简单的介绍一下第18页，共21页，2023年，2月20日，星期四1.聚合物锂离子电池前景

随着便携式电子产品的应用越来越广、市场需求越来越多，锂电池的需求量也随之增加。基于如此广阔的市场，世界各大电池公司为了在这个市场领域中取得领先的地位，无不致力于开发具有更高能量密度、小型化、薄型化、轻量化、高安全性、长循环寿命与低成本的新型电池。其中，聚合物锂离子(Lithiumionpolymer)电池因为具有上述各项优点，更是各家厂商致力研发的目标。聚合物锂离子电池基于安全、轻薄等特性，符合便携、移动产品的要求，因此，在未来2～3年内，聚合物锂电池取代锂离子电池市场的份额将达50％，被称为21世纪移动设备的最佳电源解决方案。第19页，共21页，2023年，2月20日，星期四2.使用聚合物锂电的八大理由:

1.安全性能好

聚合物锂电池在结构上采用铝塑软包装，有别于液态电芯的金属外壳，一旦发生安全隐患，液态电芯容易爆炸，而聚合物电芯最多只会气鼓。

2.厚度小，能做得更薄

普通液态锂电采用先定制外壳，后塞正负极村料的方法，厚度做到3.6mm以下存在技术瓶颈，聚合物电芯则不存在这一问题，厚度可做到1mm以下，符合时下手机需求方向。

3.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%。

4.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%，成为彩屏手机及彩信手机的首选，现在市面上新出的彩屏和彩信手机也大多采用聚合物电芯。

5.内阻小

聚合物电芯的内阻较一般液态电芯小，目前国产聚合物电芯的内阻甚至可以做到35mΩ以下，极大的减低了电池的自耗电，延长手机的待机时间，完全可以达到与国际接轨的水平。这种支持大放电电流的聚合物锂电更是遥控模型的理想选择，成为最有希望替代镍氢电池的产品。

6.形状可定制

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，价格便宜，开模周期短，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。

7.放电特性佳

聚合物电池采用胶体电解质，相比液态电解质，胶体电解质具有平稳的放电特性和更高的放电平台。

8.保护板设计简单

由于采用聚合物材料，电芯不起火、不爆炸，电芯本身具有足够的安全性，因此聚合物电池的保护线路设计可考虑省略PTC和保险丝，从而节约电池成本。第20页，共21页，2023年，2月20日，星期四几种充电电池性能比较电池类型(特性)铅酸电池镍镉电池镍氢电池液态锂电池聚合物锂电池安全性能好好好一般优秀工作电压(V)21.21.23.63.6～3.7重量能量比(Wh/Kg)354150～80100～140160～190体积能量比(Wh/1)80120100～120200～280260～370循环寿命300300500＞500＞500工作温度(℃)0～600～600～60-20～