锂电电池基本知识教材 PPT课件VIP

电池基础知识培训 1 1 电池简介2 电池的组成3 电芯原理与结构4 电池生产工艺5 电池测试标准6 保护板原理7 电池的开发流程 目录 2 电池简介 电池分类一次电池干电池锌 锰干电池 碱性锌 锰电池贮备电池锌 银电池二次电池可充电电池铅酸电池 镍镉电池 金属氢化物 镍电池 锂离子电池燃料电池氢 氧燃料电池 3 二次电池对比 4 电池基本概念 额定容量 实际容量 最小容量 典型容量 平均容量 标称电压 工作电压 5 电池基本结构 可充电锂离子电池基本构造1 电芯2 保护版3 连接器 或外壳 导线 6 电芯化学体系 钴酸锂 常规锰酸锂 低成本 低高温存储性能 三元体系 低成本高倍率 高成本 低性能 7 聚合物锂离子电芯 8 固体聚合物电解质锂离子电池 电解质为聚合物与盐的混合物 这种电池在常温下的离子电导率低 适于高温使用 凝胶聚合物电解质锂离子电池 即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂 从而提高离子电导率 使电池可在常温下使 软包装 电池 此种电池使用液态电解质 是现在市面上的主流产品 聚合物电芯的分类 9 聚合物电芯的结构 锂离子电池六要素负极 石墨 正极 LiCoO2 电解液 碳酸脂 LiPF6 隔离膜 PP或PE 电极引线 镍 铜 铝 外包装 软 硬 10 聚合物电芯的工艺流程 11 3 辊压 2 涂布 1 搅拌 3 检查 3 裁切 3 分切 工艺流程示意 1 12 成型 包装铝箔分切 7 卷绕 6 正极制片 6 负极制片 隔离膜分切 装配入壳 工艺流程示意 2 13 13 14 烘烤 工艺流程示意 3 8 9 热封 10 12 灌注电解液 容量测试 预充 18 17 16 老化 电压 内阻测试 15 Electrolyte 14 圆柱电池工艺简介 15 Cylindricalbatterystructure Cylindricalbatterystructure 16 Gasket Cap PTC Vent Gasket Ring CID 1 M6Cbatterystructure 17 1 batterystructure Cathode正极 Separator隔离膜 Anode负极 Corecellafterwinding卷绕后的裸电芯 Headgasket头部绝缘垫 Bottomgasket底部绝缘垫 Cap盖帽 Canafterbeading滚槽后钢壳 Can钢壳 Cylindricalbattery钢壳电池 Electrolyte电解液 18 2 GeneralProcess 通用的工艺 19 电池认证相关标准 一 通用标准GB T 18287 2000 蜂窝电话用锂离子电池总规范 UL1642 2004 锂电池UL安全测试标准 UL2054 2004 家用和商用电池UL安全测试标准 UN38 3 2003 联合国锂电池运输试验和标准手册 JISC8714 IEC62133 2002 JISC8712 PSE测试IEEE1725 2006 蜂窝电话可充电电池IEEE标准 IEEE1625IEC61960 2003二 专用标准 企业标准 借用标准 20 21 22 23 24 25 保护板 26 原理 保护板通常包括控制IC MOS开关 其中控制IC 在一切正常的情况下控制MOS开关导通 使电芯与外电路沟通 而当电芯电压或回路电流超过规定值时 它立刻控制MOS开关关断 保护电芯的安全 功能 过压保护 欠压保护 电流保护 保护板机理及功能 27 保护板典型原理图 28 保护板简易原理图 29 1 电压保护能力过充电保护 保护板必须具有预防电芯电压超过预设值的能力过放电保护 保护板必须具有预防电芯电压底于预设值的能22 电流能力 过流保护电流 短路保护 保护板作为锂电芯的安全保护器件 既要在设备的正常工作电流范围内 能可靠工作 又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作 使电芯得到保护 保护板参数 1 30 3 导通电阻 定义 当充电电流为500mA时 MOS管的导通阻抗 由于通讯设备的工作频率较高 数据传输要求误码率低 其脉冲串的上升及下降沿陡 故对电池的电流输出能力和电压稳定度要求高 因此保护板的MOS管开关导通时电阻要小 单节电芯保护板通常在 70m 如太大会导致通讯设备工作不正常 如手机在通话时突然断线 电话接不通 噪声等现象 保护板参数 2 31 4 自耗电流定义 IC工作电压为3 6V 空载状态下 流经保护IC的工作电流 一般极小 保护板的自耗电流直接影响电池的待机时间 通常规定保护板的自耗电流小于10微安 5 机械性能 温度适应能力 抗静电能力保护板必须能通过国标规定的震动 冲击试验 保护板在 40到85度能安全工作 能经受 15KV的非接触ESD静电测试 保护板参数 3 32 IC 过放控制 过充控制 充电 FUSE 电芯 MOS管 单节电芯保护板的电路原理及工作过程 保护板原理框图 33 当电池被充电使电压超过设定值VC 4 25 4 35V 后 VD1翻转使Cout变为低电平 T1截止 充电停止 当电池电压回落至VCR 3 8 4 1V 时 Cout变为高电平 T1导通充电继续 VCR小于VC一个定值 以防止电流频繁跳变 1 过充保护 34 IC 电量 过放控制 过充控制 充电 35 IC 电量 过放控制 过充控制 充电 36 IC 电量 过放控制 过充控制 充电 37 IC 电量 过放控制 过充控制 充电 38 39 2 过放保护 当电池被放电使电压超过设定值VC 3 3 0V 后 Vss翻转使Dout变为低电平 T2截止 放电停止 当电池电压回落至VCR 2 4 3 0V 时 Dout变为高电平 T2导通 放电继续 40 41 42 43 当电路放电电流超过设定值或输出被短路时 过流 短路检测电路动作 使MOS管关断 电流截止 3 过流 短路保护 44 IC 过放控制 过充控制 放电 45 IC 过放控制 过充控制 放电 STOP 此时放电MOS管关 46 五 多节电芯串联保护板电路原理及工作过程 原理框图同单节电芯一样 在多节电芯保护电路中 保护板同样必须能对电芯提供过充 过放 过流 短路 自耗电等保护 IC 过放控制 过充控制 n节电芯 47 连接器 外壳 导线 48 连接器是和主机配合的部件 通常由客户设计选定常用品牌有 Molex JST 导线 UL