《新能源汽车技术》课件-动力蓄电池系统结构与原理

动力蓄电池系统结构和原理PART01学习目标目录PART02学习准备PART03学习小结01020301学习目标学习目标目标12能说出动力蓄电池电系统的结构；能描述动力蓄电池的原理；02学习准备学习准备1.镍氢电池负极柱安全阀正极柱绝缘垫正极板电池壳隔膜负极板方形镍氢电池结构学习准备接枝聚丙烯KOH为主的水溶液塑料、金属镍氢电池正极负极隔膜电解液外壳学习准备部件功能正、负极柱分别用于连接正、负极板，是电池与外电路的连接点。安全阀用于完成电池的密封，当电池内部压力过大时安全阀开启，释放气体，降低电池内部压力,提高电池安全性。电池壳电池反应的容器，同时完成电池的密封。绝缘垫实现电池极柱与电池壳体之间的绝缘。正、负电极电池反应的主体，电池的能量储存在正、负电极。隔膜隔离正、负电极，储存电解液，提供离子通道，阻隔电池内部正负电极之间电子的通道。学习准备密封圈负极壳顶盖安全阀隔膜正极负极圆柱形镍氢电池结构在应用过程中，由于活性物质的结构变化，电极会发生膨胀，圆柱形电池的耐压程度要远高于方形电池，所以一般圆柱形电池的安全阀开启压力要比方形电池高得多。方形电池在应用中容易发生膨胀，组合应用时需要采取防膨胀措施。学习准备充电正极充电负极正极上的Ni(OH)2转变为NiOOH。在负极，析出的氢原子吸附在储氢合金表面，形成吸附态氢原子，然后再扩散到储氢合金内部，形成金属氢化物MH。充电原理过充电正极过充电负极过充电时，正极上会析出氧，然后扩散到负极上去极化反应，生成

离子。

学习准备放电正极放电负极镍氢电池放电时，NiOOH得到电子转变为Ni(OH)2，金属氢化物内部的氢原子扩散到表面形成吸附态的氢原子，再发生电化学氧化反应生成水。放电原理过放电正极过放电负极过放电时，正极活性物质中的NiOOH已经消耗完了，这时正极上会发生水分子被还原成OH-和氢气。负极上由于储氢合金的催化作用，使OH-与氢气反应又生成水。学习准备反应原理：只有质子在正极、负极间转移，水参与正负极的单电极反应，但在整个反应过程中，不存在水的消耗，所以可以实现免维护。学习准备2.锂电池学习准备锂电池分类按正极材料按电解质电池形状封装外壳钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元锂聚合物、液态电解质方形、圆柱形、软包塑料、金属学习准备断电防爆结构盖帽（正极端）正极极耳外壳（负极端）顶隔圈负极极耳正极底部隔圈负极隔膜纸密封圈正极端负极端密封圈铝壳隔膜纸负极正极隔圈基本组成学习准备锂电池负极正极电解液隔膜安全阀含锂盐的有机溶液微孔聚丙烯和微孔聚乙烯防爆半球面铝膜正极基体材料为铝箔负极基体材料为铜箔学习准备负极材料多为锂离子嵌入碳化合物，有PC（石油焦）、MCMB(中间相碳微球)、CF（碳纤维）、石墨、LiXC6（锂-碳层间化合物）、Li3TiO3（钛酸锂）等；为提高电池的输出电流，采用薄电极设计，负极基体材料（负极集流体）为铜箔。负极基体材料学习准备过充和过放都会损坏负极材料，鼓包和负极晶格塌落，枝晶刺破隔膜导致短路。学习准备正极材料采用锂化合物LiXCoO2（钴酸锂）、LiXMnO2（锰酸锂）、LiFePO4（磷酸铁锂）、Li(NiCoMn)O2（镍钴锰酸锂）三元材料等；通常正极基体材料（正极集流体）为铝箔。正极基体材料学习准备电解质是含锂盐的有机溶液，为离子运动提供运输介质，一般用LiPF6（六氟磷酸锂）、LiAsF6（六氟合砷酸锂）等的混合溶液，形态有液体、胶体和固体。锂电池电解液学习准备隔膜通常使用微孔聚丙烯和微孔聚乙烯或者二者的复合膜，孔径一般在0.03~0.12um。允许锂离子Li+往返通过，阻止电子e-通过，在正负极之间起绝缘作用，隔膜被称为电池第三极。微观隔膜宏观隔膜学习准备无论何种类型的锂离子电池，其基本工作原理是一样的，锂离子电池实际上是一种“浓差电池”

。锂离子电池工作原理图(a)充电过程(b)放电过程负极正极隔膜负极正极隔膜锂离子电解液锂离子电解液充电器负载电流电流在充电过程中，正极材料是提供锂离子的源泉。LiCoO2/C电池充电时锂离