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锂电池基础知识 鸿基伟业新能源有限公司制造部 1 一 什么是电池 电池 是一种能量转化与储存的装置 它通过反应将化学能或物理能转化为电能 2 1 电池种类划分 一次电池 碱性电池 锌锰电池 一次锂锰电池小型二次电池 镍镉 镍氢 锂离子铅酸电池动力电池燃料电池太阳能电池其他新型电池 3 2 应用领域 Li ionBattery 4 电动摩托车 5 电动自行车 6 电动汽车 BEV 7 3 聚锂电池的发展 20世纪70年代末 研发成功锂蓄电池 80年代中后期 1990年 PEO基的聚合物锂二次电池研发成功 日本索尼 Sony 以碳材为负极 以钴酸锂材料为正极的二次锂离子电池 锂离子电池元年 1999年 日本Sony 8 化学反应式 以LiCoO2 C为例 4 1锂离子电池工作原理 9 4 2锂离子电池工作原理图 10 5 聚锂电池特点 高能量密度高工作电压长循环寿命电化学特性稳定荷电保持能力强无污染无记忆效应 11 各种二次电池性能比较 一 12 各种二次电池性能比较 二 13 二 锂离子电池结构 正极活性物质 LiCoO2 LiMnO2 LiNixCo1 xO2 导电剂 溶剂 粘合剂 基体负极活性物质 石墨 MCMB 粘合剂 溶剂 基体隔膜 PP PE 电解液 LiPF6 DMCECEMC 外壳 铝塑复合膜 包装材料 环氧板 保护板 PCM 14 1 锂离子电池结构 正极 正极基体 铝箔 约0 018mm厚 正极物质 锰酸锂 电导剂 PVDF 正极集流体 铝带 约0 1mm厚 15 2 锂离子电池结构 负极 负极基体 铜箔 约0 009mm厚 负极物质 石墨 纯水 SBR SP 正丁醇 负极集流体 镍带 约0 07mm厚 16 3 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0 016 0 020mm三层一般为0 020 0 025mm 17 4 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 1 1 重量比 LiPF6浓度1mol l质量指标 密度 25 g cm31 23 0 03水分 卡尔费休法 20ppm游离酸 以HF计 50ppm电导率 25 10 4 0 5ms cm 18 聚合物锂离子电池 电芯结构 19 三 聚锂电池性能 常规性能 容量电压内阻可靠性性能 循环寿命放电平台自放电贮存性能高低温性能安全性能过充短路针刺跌落湿水低压振动 20 1 聚合物锂离子电池的性能 电性能开路电压 无负载状态下的电压 电压工作电压3 0V 4 2V终止电压放电电流容量及其影响因素放电温度贮存时间 21 比能量 重量比能量GED Wh Kg 体积比能量VED Wh L 内阻 毫欧级m 循环寿命反复充放电次数可达500 1000次 22 不同电流放电曲线 23 温度下放电曲线 24 循环寿命曲线 25 2 安全性能 过放电常温条件下以一定电流放电到0V过充电常温条件下以3C电流充电到 V或10V短路外接 50m 的电线短路10min加热130 2 恒温箱保持30min挤压垂直施压至原始尺寸的85 50 针刺 3 8的钢针以10 40mm s的速度经过以上检测 电池应该不爆炸 不起火 26 3 其它性能 耐振动性能线性扫频振动试验条件 放电电流 振动方向 振动频率 最大加速度 扫频循环 振动时间等电池的一致性 27 4 聚合物锂离子电池 液态锂离子电池的优缺点对比 28 附保护板介绍 主要是由控制IC MOS管 PCB底板及周边元件组成 主要功能是防止电池由于过充 过放 过流或短路而引起的电池燃烧或永久性损坏 主要分为单节 双节和多节保护板 广义的保护板还包括锂电池的电量指示板 充电均衡板等智能管理部分 29 四 锂离子电池命名 圆柱型锂离子电池命名以18650S为例 圆柱型锂离子电池电池尺寸 直径18mm高度65 0mm方型聚锂电池命名以603048A为例 方型锂离子电池电池尺寸 长48 0mm宽30 0mm厚6 0mm 厚度 宽度 长度 130 115 85 H 30 相关名词解释 电池 cell直接将化学能转化为电能的基本单元装置 包括电极 隔膜 电解质 外壳和极端等 并被设计成可充电 电池组 battery由一个或多个蓄电池及附件组合而成的组合体 并可以直接作为电源使用 一般均含有保护板 外壳等辅件 额定容量 ratedcapacity指电池在环境温度为23 2 条件下 以h率放电至终止电压时所应提供的电量 用C表示 单位为Ah 安培小时 或mAh 毫安小时 31 充电限制电压 limitedchargevoltage按生产厂规定 电池或电池组由恒流充电转入恒压充电时的电压值 对于单节电芯 充电限制电压一般为4 2V n节串连使用 则为n 4 2 V 标称电压 nominalvoltage用以表示电池或电池组电压的适宜的近似值 对于单节电池 标称电压一般为3 7V 或3 6V n节串连使用 则为n 3 7 V 终止电压 cut offvoltage规定放电终止时电池或电池组的负载电压 其值由制造商规定 对于单节电池 终止电压一般为2 75V 或3 0V n节串连使用 则为n 2 75 V 32 五 我们公司产品介绍 1 HJC9068130 3 7V 5Ah 2 HJB90681302P7S 25V 10Ah 3 HJB90681302P10S 37V 10Ah 4 HJB90681302P13S 48V 10Ah 33 单体电芯 34 电池组 35 HJC9068130 3 7V 5Ah 36 25V 10Ah技术参数 37 37V 10Ah技术参数 38 48V 10Ah技术参数 39 我公司产品使用说明 1运输要求 电池应包装成箱进行运输 在运输过程中应防止剧烈振动 冲击或挤压 防止日晒雨淋 可使用车 火车 轮船 飞机等交通工具进行运输 2贮存要求 电池应贮存在环境温度为 5 35 相对湿度不大于75 的清洁 干燥 通风的室内 应避免与腐蚀性物质接触 应远离火源用热源 3为了更有效的发挥电池性能 用户初次使用前 需用配套充电器将电池充电5小时以上 4在测试或使用过程中对电芯 电池有疑义之处 请及时与我方销售人员或技术人员联系 我方将及时予以答复 40 我公司产品使用安全规程 1电池在充电时请使用锂离子电池专用充电器 并正确与专用设备连接使用 2禁止拆装 破坏电池 禁止在电池上直接焊