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锂离子电池基础知识,徐宏吉 佛照国轩生产部 2012.3,电池,电池 是一种化学电源，将化学能转化为电能的装置。按能否充电分为一次电池、二次电池或者可循环电池、不可循环电池。电池组成：主要由电极、电解液、隔膜、外壳组成。,电池各组成部分,电极：电池的核心部分，由活性物质和导电骨架组成。活性物质指正负极中参加反应的物质,即正极材料与负极材料；导电骨架指正负极金属箔。电解液：在正负极间担负传递电荷的作用 要求化学性质稳定，与活性物质界面电化反应速率小，这样电池自放电容量损失小；隔膜：绝缘作用，要求有一定的机械强度，选择性透过膜；外壳：要求具有一定的机械强度、耐振动、耐冲击、耐腐蚀、耐温差等。,保护板,起保护作用的电路板因为锂电是可充电的，加装一块电路板，防止电池过充、过放、采样电池电压、电流，温度。当电池电压、电流超出时，切断电路，保护电池,电池命名规则,电性能相关的几个物理量,容量：用C表示，单位AH，MAH；C=IT电流：用I表示，单位A，MA充放电倍率：因为每个电池容量都不同，充放电所用的电流也不同。为了方便表征充放电的电流，行业内使用倍率充放电。同时，能否高倍率充放电也是动力电池的一个重要指标。倍率充电、倍率放电指充放电电流是容量的多少倍。如电池容量10AH，用0.35C电流充放，则电流为0.3510=3.5A。电压：截止电压：充放电的上、下限电压；放电平均电压：电性能的重要指标。,衡量电池电性能的几个重要参数,循环：一次完整充放电叫一个循环。循环次数：假如一只新电池，在常温下，不停对其充电、放电。当其容量掉到百分之80后停止，此时充放电的次数即为多少次循环次数。这个数据一般由实验室来获得。自放电：电池不使用，放置一段时间电量保持率，目前普遍通过观察压降来判断。放电平均电压、放电容量、放电效率、充放电曲线、内阻等。,一致性,一致性：即同步率，相同率。充放电过程中电压、容量等的一致性。一致性问题一直困扰整个锂电行业，主要分为2个方面：电芯的一致性；成组后电池组的一致性。其中，PACK后电池组的一致性问题最为严重。BMS：BATTERY MANAGEMENT SYSTEM 电源管理系统;主要作用：准确提供电池电量、实时监控电池组工作状态，及时、及早发现问题。,什么是锂离子电池、锂电池,锂离子电池 是一种充电电池，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，与C结合，负极处于富锂状态；放电时则相反。采用含有锂元素的化合物作为电池正极材料。锂电池 指用金属锂作负极活性物质的电池的总称。安全性没有锂离子高，没有使用隔膜，由负极，正极、电解液组成，因为金属锂能与水反应，生成LiOH+h2O，所以电解液使用有机电解液或无极非水电解液。,锂离子电池特点,单体电池工作电压高重量轻，比能量大体积小，能量密度大循环寿命长自放电率低允许工作温度范围宽无记忆效应,常见锂离子电池,以正极材料来区分主要有以下几种磷酸铁锂：目前发展迅猛，最被业界看好 正极材料。热稳定性高，超长的循环寿命，原料来源丰富，安全，环保。对容量和安全性都要求较高的电动工具、电动车、电动汽车等行业，最为适合；因电压、能量密度稍低，在传统的以移动应用为主的数码消费产品领域，磷酸铁锂还不能取代钴酸锂的位置。锰酸锂：单体电压高，高温性能稍差。动力电池中应用早，比较成熟。三元材料：集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2，三种材料的各自优点，三种材料所占比例可以调节，单体电压高，能量密度比钴酸锂低。主要正极材料之一。钴酸锂：高能量密度，单体电压高。因CO资源稀少，价格高，多用于消费类电子产品，应用最早、最多的聚合物锂离子电池。,动力电池,用来提供动力的电池目前来说主要是铅酸蓄电池及锂离子电池。铅酸多用于电动自行车，因环保、能量密度低，逐年减少。锂离子电池中主要由磷酸铁锂（LFP）、三元、锰酸锂作为动力电池。动力电池要求：首先安全性、其次价格、性能。对安全性、高倍率充放电、容量、体积能量比、质量能量比、循环次数都有很高要求。,几种常见电池特性对比,磷酸铁锂优势,国家支持，国家在电动汽车方面给予补贴,谢谢,