《锂离子动力电池基本知识》PPT课件

.1、锂离子电池测试基础知识、2、电池分类、原电池小型二次电池：镍镉、镍氢、锂离子铅酸电池动力电池燃料电池太阳能电池-地面光伏发电其他新型电池、3、电池术语及基本使用常识、4，容量，电池在一定放电条件下所能提供的电量称为电池容量，用符号c表示。常用的单位是安培小时，缩写为安培小时(Ah)或毫安小时(mAh)。电池容量可分为理论容量、额定容量和实际容量。理论容量是通过根据法拉第定律计算活性物质的质量而获得的最高理论值。为了比较不同系列的电池，通常使用比容量的概念，即可以由单位体积或单位质量电池给出的理论电量，单位是Ah/kg(毫安/克)或Ah/L(毫安/立方厘米)。实际容量指的是在特定条件下电池可以输出的电量。它等于放电电流和放电时间的乘积，单位为Ah，其值小于理论容量。额定容量也称为保证容量，即根据国家或有关部门颁布的标准，在一定放电条件下，电池应放电的最小容量。内阻当电流通过电池内部时，电池的电阻会降低电池的电压。这种电阻称为电池的内阻。电池的内阻不是恒定的，并且在放电过程中随着时间不断变化，因为活性物质的组成、电解质浓度和温度不断变化。电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻，极化内阻包括电化学极化和浓差极化。内阻的存在使得放电时电池的端电压低于电动势和开路电压，充电时端电压高于电动势和开路电压。欧姆电阻遵循欧姆定律；极化电阻随电流密度的增加而增加，但不是线性关系。它通常随着电流密度对数的增加而线性增加。当电池的正极和负极连接到电器时，驱动电器工作的输出功率就是电池的负载能力。内压是指密封电池充放电过程中产生的气体引起的电池内部气压，主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。其原因主要是电池中水的积聚和电池中有机溶液分解产生的气体。嘿。8，充电率(C-rate)，C是容量的第一个字母，用于指示电池充放电时的电流大小。例如，当可充电电池的额定容量为1100毫安时，这意味着在1100毫安(1C)下的放电时间可以持续1小时，并且如果在200毫安(0.2C)下的放电时间可以持续5小时，充电也可以根据该比较来计算。嘿。9、截止电压，指电池放电时，电压降至电池的最低工作电压值时不应继续放电。根据不同的电池类型和不同的放电条件，对电池容量和寿命的要求也不同，因此规定的电池放电终止电压也不同。当电池不放电时，电池两极之间的电位差称为开路电压。电池的开路电压将根据电池的正极和负极以及电解液的材料而变化。如果电池的正极和负极的材料完全相同，无论电池的体积和几何形状如何，开路电压都是相同的。11、工作电压，工作电压是指电池接通负载后在放电过程中显示的电压，也称为放电电压。电池放电开始时的工作电压称为初始电压。电池接通负载后，电池的工作电压低于开路电压电池充电时，如果达到满状态后继续充电，可能会导致电池内部压力上升、电池变形、夜间漏电等情况，电池的性能也会显著降低和损坏。15，能量密度，电池释放电能的平均单位体积或质量。在同等体积下，锂离子电池的能量密度一般是镍镉电池的2.5倍，镍氢电池的1.8倍。因此，在相同的电池容量下，锂离子电池比镍镉电池和镍氢电池体积更小，重量更轻。自放电，无论电池是否在使用中，都会因各种原因造成断电现象。电池充满电后，放置一个月。然后用1C放电至3.0V，其容量为C2；电池的初始容量记录为C0；1-C2/C0是电池的每月自放电率。工业标准锂离子电池的月自放电率低于12%。电池的自放电与电池的储存性能有关，其大小与电池的内阻结构和材料性能有关。17.锂离子电池充满电后，放电至3.6V时的容量表示为C1，放电至3.0V时的容量表示为C0。C1/C0被称为电池的放电平台。工业标准1C排放平台为70%或以上。18岁。放电率和电池放电电流的大小通常用“放电率”来表示，即电池的放电率用放电时间或特定放电电流放电到额定容量所需的小时数来表示。因此，由放电速率表示的放电时间越短，即放电速率越高，放电电流越大。(放电率=额定容量/放电电流)根据放电率的大小，可分为低放电率(7.0C)。例如，电池的额定容量是20Ah。如果用4A电流放电，则需要5小时才能放电到额定容量20Ah，也就是说，它将以5速率放电，用符号C/5或0.2C表示，这是低速率。19、充电循环循环，电池充满电后完全放电，循环至容量衰减至初始容量的75%，循环次数为电池的循环寿命，根据电池充放电情况，锂离子电池的循环寿命可达300-500次(行业标准)，室温下可达800-1000次。记忆效应记忆效应是对镍镉电池而言的，因为传统工艺中的负极是烧结的，镉颗粒相对较粗，如果镍镉电池在完全放电前再充电，当电池放电时，镉颗粒很容易聚集成块状，形成二次放电平台。电池将储存该放电平台，并在下一个循环中将其用作放电终点，尽管电池自身的容量可以将电池放电至较低的平台。电池只会在随后的放电过程中记住这种低容量。同样在每次使用中，任何不完全的放电都会加深这种效应，使电池的容量降低。为了消除这种影响，有两种方法，一种是使用低电流深度放电(例如0.1C到0V)，另一种是多次使用高电流充电和放电(例如1C)。镍氢电池和锂离子电池没有记忆效应。21号编队。电池制造完成后，通过一定的充放电方法激活电池内部的正负材料，提高电池的充放电性能和自放电、储存等综合性能。这个过程叫做形成。只有在形成之后，电池才能反映其真实性能。在电池的制造过程中，由于技术原因，电池的实际容量不能完全一致，根据容量对电池进行分类的过程称为容量划分，快速充电：充电电流大于0.2C小于0.8C为快速充电。慢速充电：当充电电流在0.1c和0.2c之间时，我们称之为慢速充电。涓流充电：当充电电流小于0.1C时，我们称之为涓流充电。超高速充电：当充电电流大于0.8C时，我们称之为超高速充电。恒流充电法：恒流充电法是保持充电电流强度不变。方法：快速自动充电法：充电通常采用余弦法，即电流强度不像余弦波那样随电流强度的变化而变化，从而减少热量的积累，将温度控制在一定范围内。脉冲充电法：脉冲充电法首先用脉冲电流给电池充电，然后让电池停止充电一段时间，这样循环。24、如何计算充电时间，充电时间(小时)=充电电池容量(毫安)/充电电流(毫安)*1.5系数如果使用1600毫安的充电电池，充电器使用400毫安的电流，充电时间为：1600/400*1.5=6小时，25、锂离子电池保护电路过充电保护、过充电保护：过充电保护集成电路的原理是：当外部充电器给锂电池充电时，为了防止内部压力因温度上升而上升，充电状态需要终止。此时，保护集成电路需要检测电池电压。当电池电压达到4.25伏(假设电池的过充电点为4.25伏)时，过充电保护启动，电源金属氧化物半导体从接通切换到断开，充电被切断。26、锂离子电池保护电路过放电保护、过放电保护：过放电保护集成电路原理：为了防止锂电池过放电，假设锂电池连接到负载，当锂电池的电压低于其过放电电压检测点(假设2.5V)时，过放电保护将启动， 这样功率场效应管将从导通切换到截止，放电将被切断，以避免电池过放电，电池将保持在低静态电流的待机模式，此时电流仅为0.1uA。当锂电池连接到充电器，且锂电池的电压高于过放电电压时，过放电保护功能可被释放。 此外，考虑到脉冲放电的情况，过放电检测电路具有延迟时间以避免误差。27、什么是锂离子电池？锂离子电池是指锂嵌入化合物为正极和负极的二次电池。正极采用锂化合物锂钴酸锂、锂铌酸锂、锂二氧化锰或磷酸铁锂，负极采用锂碳夹层化合物锂钴酸锂。电解质是一种有机溶液，锂盐如六氟化锂和六氟化锂溶解在其中。在充放电的过程中，李被插在两个电极之间，被拆下来，被形象地称为“摇椅电池”。当电池充电时，锂从正极脱离，并通过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态。放电时情况正好相反。28、锂离子电池电化学反应机理，正反应：钴酸锂=Li1-xCoO2 xLi xe-负反应：钴酸锂XlI xe-=CLix电池总反应：钴酸锂碳=Li1-xCoO2 CLix放电时发生上述反应的逆反应。29、锂离子电池组合物、正极活性物质(二氧化硅二氧化锰氧化锂钴-二氧化硅磷酸铁锂)导电剂、溶剂、粘合剂、基体负极活性物质(石墨、MCMB)粘合剂、溶剂、基体隔板(聚丙烯聚乙烯)电解质(锂六氟化锰)外壳五金件(铝壳、盖板、拉环、绝缘片)。30，锂离子电池结构阳极，阳极基体：铝箔(约0.020毫米厚)，阳极材料：钴酸锂碳黑聚偏氟乙烯，阳极集流体：铝带(约0.1毫米厚)，31，锂离子电池结构阴极，阴极基体：铜箔(约0.015毫米厚)，阴极材料：石墨羧甲基纤维素丁苯橡胶，负极集流体：镍带(约0.07毫米厚)，32，锂离子电池结构3!DOCTYPE33、锂离子电池结构电解液，性质：无色透明液体，具有强吸湿性。用途：电解液主要用于可充电锂离子电池，只能在干燥环境下使用(例如，在环境湿度低于20ppm的手套箱中)。规格：溶剂成分DMC :电磁兼容性：电子控制器=1:133601(重量比)LiPF6浓度1摩尔/升质量指数：密度(25)，克/厘米31.230.03水分(卡尔费休法)20ppm游离酸(按氟化氢计算)50ppm电导率(25)，10.40.5毫秒/厘米，34，动力电池充电时间短：充电时间不到2小时，只有铅酸电池的1/4和镍镉电池的1/2。转化效率好：转化效率达到95%，优于60%的铅酸和70%的镍和镉。轻、薄、短：体积重量只有铅酸的50%，镍和镉的70%。无污染，无对人体有害的重金属元素；35、磷酸铁锂动力电池的应用领域，电动工具：大功率电动工具(无线)；电锤、电钻、割草机等。电动自行车(Ebike)市场电动玩具市场太阳能发光二极管路灯储能市场小型设备医疗设备：电动轮椅车、电动滑板车固定电源：主要用于通讯、移动基站、电信、铁路运输、电力、金融、电厂、计算机系统作为保护和自动控制的备用电源其他小型电器：矿灯、替代铅酸、镍氢、镍镉、锂钴、锂锰电池在小型电器中的应用(镍镉将于2009年完全退出市场)，36、圆柱形磷酸铁锂动力组合电池、8串4节平行电池、成品组合电池、37，5。锂离子电池充电和放电模式，1。充电：CC-CVnC1 -上限电压电流或时间截止2。静置：时间截止(一般为10 60分钟)3。放电：CNC1-下限电压4。静置：时间截止(一般为10 60分钟)，上限电压：2.5V4.4V不同正负极材料的上限电压为不同二氧化硅/二氧化锰/二氧化镍2-4.2V 4.35 4.4 VLTO-2.7/2.6 VLFP-4V/3.7V下限电压：1.5V3V，不同正负极材料的下限电压为不同二氧化硅/二氧化锰/二氧化镍-3V/2.75V/2.5 VLTO-2V/2V取决于不同的设计标准。锂离子电池测试方法，1。静态特性试验，电压(V/mV)，交流内阻(/m)，重量(g/mg)，厚度/直径等尺寸(mm)，电池单体自放电性能(储存)，电池单体一致性(多并串应用)，异常或异常或不判断(内部短路和故障)试验前后的电压判断电池单体性能，电池单体储存性能，电池单体一致性(多并串应用)，异常或不判断(虚拟焊接和断裂)。 测试前后内阻判断电池性能，一般指测试前后重量变化判断电池是否泄漏组装要求测试前后厚度变化判断电池性能、39、6。 锂离子电池测试方法，2，安全测试，模拟电池滥用的电气测试，模拟意外损坏的机械测试，模拟误用损坏的机械测试，模拟使用环境的环境测试，模拟误用环境的环境测试，外部短路、强制放电、连续充电、过充电、大电流充电，振动、冲击、跌落。 针刺破碎冲击高温储存温度冲击低压试验加热水输入燃烧试验模拟电池内部短路的异物试验、强制内部短路(jisc 8714 PSE)、40、6。锂离子电池测试方法，3。可