锂离子电池知识介绍.pptx

锂离子电池知识介绍 2012 6 6 刘云峰锂电实验室主管工程师湖南摩根海容新材料有限责任公司 主要内容 一 锂离子电池的定义二 锂离子电池的分类三 锂离子电池工作原理四 锂离子电池各组成部分工作原理说明五 锂离子电池基本生产工艺 一 锂离子电池定义 锂离子电池定义 锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池 人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的锂离子电池形象地称为 摇椅式电池 俗称锂离子电池 二 锂离子电池分类 1 铝壳或钢壳电池2 聚合物电池3 圆柱电池 二 锂离子电池分类 3 动力电池组 电动自行车 汽车 储能等 三 锂离子电池工作原理 锂离子电池主要组成部分 a 正极 LiCoO2钴酸锂 LiMnO2锰酸锂 LiFePO2磷酸亚铁锂 三元材料等 b 负极 石墨等 c 隔膜纸 单层隔膜 三层隔膜等 d 电解液 普通电解液 功能型电解液等 e 外壳 钢壳 铝壳 软包装等 三 锂离子电池工作原理 锂离子电池工作原理以一般铝壳电池 正极为钴酸锂 负极为石墨 来讲一下锂离子电池的工作原理充电LiCOO2 6CLi1 xCOO2 LixC6放电锂离子电池是指以两种不同的能够可逆地嵌入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池正极和负极的二次电池体系 充电时 锂离子从正极脱嵌 通过电解质和隔膜 嵌入到负极中 放电时则相反 锂离子从负极脱嵌 通过电解质和隔膜 嵌入到正极中 二 锂离子电池工作原理 锂离子电池工作原理图 四 锂离子电池各组成部分工作原理说明 正极材料 当电池充电时 锂离子从正极中脱嵌 在负极中嵌入 放电时反之 一般采用嵌锂过渡金属氧化物做正极 如LiCoO2 LiNiO2 LiMn2O4 LiFePO4等 正极的作用就是提供锂源和存储锂离子 负极材料 做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物 如各种碳材料包括天然石墨 合成石墨 碳纤维 中间相小球碳素等和金属氧化物 包括SnO SnO2 锡复合氧化物SnBxPyOz等 负极的作用就是存储从正极嵌入的锂离子 四 锂离子电池各组成部分工作原理说明 电解液 电解液的电解质为无机盐LiPF6 溶剂主要是一些有机物液体 PC 碳酸丙烯酯 EC 碳酸乙烯酯 DMC 碳酸二甲酯 DEC 碳酸二乙酯 EMC 碳酸甲乙酯 等 为了使电池达到某方面的特殊性能 还可以在电解液中适当添加部分功能性添加剂 三 锂离子电池各组成部分工作原理说明 隔膜 隔膜采用聚烯微多孔膜如PE PP或PP PE复合膜 采用PP PE PP三层隔膜优点是熔点较低 具有较高的抗穿刺强度 起到了过热保险作用 隔膜的作用是使锂离子能够自由的通过 而限制其他离子及分子的通过 阻断电池的正负极防止短路 外壳 电池组装完成后 放置到电池外壳中 外壳类型有铝壳 钢壳 铝塑膜等 外壳的作用就是能够安全 密封的存放电芯及电解液 三 锂离子电池各组成部分工作原理说明 锂离子电池充电原理图锂离子电池组装完成后 首先要对电池进行充电激活 锂离子电池的充电过程分三个阶段 预充电阶段 恒流充电阶段 恒压充电阶段 预充电阶段是在电池电压低于3V时 电池不能承受大电流的充电 这时有必要以小电流对电池进行浮充 恒流充电阶段 当电池电压达到3V时 电池可以承受大电流的充电 这时应以恒定的大电流充电 以使锂离子快速均匀转移 恒压充电阶段 当电池电压达到4 2V时 达到了电池承受电压的极限 对电池进行进行恒压充电 五 锂离子电池基本生产工艺 五 锂离子电池基本生产工艺 锂离子电池的应用领域 锂离子电池的应用领域 锂离子电池发展到今天 应用领域已经从最初的手机 MP3 MP4 笔记本 发展到蓝牙耳机 数码产品 GPRS导航仪 电动工具 电动自行车 纯电动汽车 混合电动车 电动公交车 航