锂电池知识培训.ppt

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1、2023/6/26,1,锂离子电池基础知识介绍,2,2023/6/26,目录,第一章 锂离子电池反应机理及结构第二章 聚合物电池生产过程第三章 圆柱电池生产过程第四章 锂离子电池的一些基本电性能第五章 锂离子电池安全性能及关键控制点第六章 PACK介绍第七章 锂离子电池相关标准第八章 磷酸铁锂介绍,3,2023/6/26,什么叫锂离子电池？,锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2、LiXMnO2 或LiXFePO4 等负极采用锂-碳层间化合物LiXC6等。电解质为溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6等有机溶液。在充放电过程中，Li+在两

2、个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象的称为“摇椅电池”。充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态。放电时则相反。,4,2023/6/26,锂离子电池电化学反应机理,正极反应：LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi+xe-负极反应：6C+xLi+xe-=LixC6 电池总反应：LiCoO2+C6=Li1-xCoO2+LixC6 放电时发生上述反应的逆反应。,充电,放电,充电,放电,充电,放电,5,2023/6/26,在电池化成初次充电过程中：电池电压大约在02.5V左右，电解质在负极表面还原，形成固态电解质界面（SEI 膜：烷基碳酸锂、氧化锂、碳酸锂、氟化锂等），作用是使溶剂

3、化锂离子脱去表面溶剂分子得到电子嵌入石墨层内。此时正极开始脱出锂离子,容量占总体容量的10%左右。对电池而言表现为产生气体：主要成分为溶剂还原产物如乙烯、丙烯和 CO2 等。由于电池初期的产气现象，电池内部压力增大同时使电液在极组中分布不均匀，出现析锂和电池鼓胀现象。目前解决方案就是开口排气，使化成初期产生的气体排出电池之外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同时，使电液进一步在极组内部扩散。,电压在2.54.2V时,电池的活性物质开始发生电化学反应,负极活性物质开始嵌入锂离子,正极继续脱出锂离子。,锂离子电池电化学反应机理,6,2023/6/26,锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程

4、,锂离子电池电化学反应机理,7,2023/6/26,锂离子电池结构,正极 活性物质（LiCoO2LiMnO2LiNixCo1-xO2 LiXFePO4)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、导电剂 隔膜（PP+PE）电解液（LiPF6+DMC/EC/EMC)外壳五金件（钢壳、铝塑膜、铝壳、盖板、极耳、绝缘片等）,8,2023/6/26,圆柱形锂离子电池结构图,9,2023/6/26,软包装锂离子电池结构图,10,2023/6/26,方形锂离子电池结构图,11,2023/6/26,锂离子电池结构正极,正极基体：铝箔（约0.015mm厚),正极物质：钴酸锂

5、+导电剂+PVDF,正极极耳：铝带（约0.1mm厚）,作用：提供锂源,12,2023/6/26,锂离子电池结构负极,作用：接受容纳锂离子,13,2023/6/26,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0.0160.020mm 三层一般为0.0200.025mm,作用：将正负极完全隔开，防止正负极直接短路,14,2023/6/26,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:

6、1:1（重量比）LiPF6浓度 1mol/l质量指标：密度（25）g/cm3 1.230.03 水分（卡尔费休法）20ppm 游离酸（以HF计）50ppm 电导率（25）10.40.5 mscm,15,2023/6/26,聚合物锂电的命名一般根据它的厚度、宽度、长度的尺寸得出的。如402025：那就表示它的厚度是4.0mm;宽度是20mm,长度是25mm。,聚合物电池简介,16,2023/6/26,电池极片制作,电池隔膜准备,极组卷绕,电池自放电挑选,电池壳制作,电池侧顶边封,电池注液,电池化成,电池后处理,电池后处理,电池后加工,分选,出货检验,电池转PACK 或直接出货,聚合物电池的生产过程示意图,17,2023/6/26,极片、隔膜,极组,电池壳,待注液电池,待充电电池,待出货电池,聚合物电池的生产过程,18,2023/6/26,正极片,负极片,隔膜,+,-,卷绕,极组,聚合物电池生产过程卷绕,19,2023/6/26,电池壳,铝塑封装袋,ON:尼龙层 25mAL:铝层 40mCPP:CPP层 35m,聚合物冲壳设备,聚合物电池生产过程冲壳,20,2023/6/26,聚合物电池生产过程封边（侧顶封）,顶侧封装设备,顶侧封装,顶侧封装产品,