锂离子电池基础（二）

1、培训教程锂离子电池基础知识(二）锂离子电池其础知识的培训1一、 安全性意味着在运输、贮存、操作、使用和处理过程中无电解液泄漏，电池泄放、解体（爆炸）或火焰之类不受欢迎的事件出现的能力。 锂离子电池对使用条件的要求也比较特殊，它要求将电压控制在2.54.2V/单体。如果使用时电压太低，会降低电池的使用寿命，充电时电压过高可能会引起爆裂。所以锂离子电池不能单独使用，必须配上电子保护线路以保证它工作在允许的范围之内，这样才能保证锂离子电池的安全性并有效的延长使用寿命。 由于锂离子电池的特殊性，它对充电器的要求也相当高，锂离子电池最理想的充电方式为恒流恒压方式，先以恒流充电至4.2V/单体，然后转为恒

2、压充电。当电流小到一定程度后充电结束。锂离子电池对充电器的电压精度要求较高。电压少于额定（4.2V）0.1V就会导致充电不足，约少充15%左右的电量。电压超过额定（4.2V）0.1V又会引起过充，影响电池的安全性能。二、锂离子电池的构成，伏越性，及锂离子电池的组装过程。A.锂动力电池的主要构成 （）电池盖（）正极活性物质为氧化钴锂 LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔） 正极（）隔膜一种特殊的复合膜（）负极活性物质为碳 石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔）（）有机电解液（）电池壳 . 锂动力电池的优越性能 我们经常说

3、的锂离子电池的优越性是针对于传统的镉镍电池（Ni/cd)和氢镍电池（Ni/cd)来讲的。那么，锂离子电池究竟好在哪里呢？（）工作电压高（）比能量大（）循环寿命长（）自放电率低（）无记忆效应（）无污染 .锂动力电池的组装过程 锂动力电池的工艺及技术要求非常严格、复杂，这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。（）制浆用专门的溶剂和粘贴剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。（）涂膜将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正极极片和负极极片。 （）装配按正极片隔膜负极片隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电

4、池的装配过程，制成成品电池。（）化成用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，待出厂。 .锂动力电池的安全特性 锂动力电池已非常广泛地应用于人们的日常生活中，所以它的安全性能绝对应该是锂离子电池的第一项考核指标。对于锂动力电池安全性能的考核指标，国际上规定了非常严格的标准，一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件。（）短路：不起火，不爆炸；（）过充电：不起火，不爆炸 （）热箱试验：不起火，不爆炸（150恒温10min）（）针刺：不爆炸（用直径mm钉穿透电池）（）平板冲击：不起火，不爆炸（10kg重物自米高处砸向电池）（）焚烧：不爆炸（

5、煤气火焰烧烤电池） .锂动力电池是一种新型绿色环保电池 新型绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制开发的一类高性能、无污染的电池。目前已经大量使用的锂动力蓄电池、金属氢化物镍蓄电池和正在推广使用的无汞缄性锌锰电池以及正在研制开发的锂或锂离子塑料蓄电池、燃料电池、电化学贮能超级电容器都属于新型绿色环保电池的范畴。此外，目前已广泛应用的利用太阳能进行光电转换的太阳电池（又称光伏发电），也属于这一范畴。三、工作原理3.1 充电过程如上图一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来

6、的电子结合在一起。正极上发生的反应为LiCoO2=充电=Li1-xCoO2+Xli+Xe(电子)负极上发生的反应为6C+XLi+Xe=LixC6 3.2 电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。 四、电池不良项目及成因：1.容量

7、低产生原因：a. 附料量偏少； b. 极片两面附料量相差较大； c. 极片断裂；d. 电解液少； e. 电解液电导率低； f. 正极与负极配片未配好；g. 隔膜孔隙率小； h. 胶粘剂老化附料脱落； i.卷芯超厚（未烘干或电解液未渗透）j. 分容时未充满电； k. 正负极材料比容量小。2.内阻高产生原因：a. 负极片与极耳虚焊； b. 正极片与极耳虚焊； c. 正极耳与盖帽虚焊；d. 负极耳与壳虚焊; e. 铆钉与压板接触内阻大； f. 正极未加导电剂；g. 电解液没有锂盐； h. 电池曾经发生短路； i. 隔膜纸孔隙率小。3.电压低 产生原因：a. 副反应（电解液分解；正极有杂质；有水）；

8、b. 未化成好（SEI膜未形成安全）；c. 客户的线路板漏电（指客户加工后送回的电芯）； d. 客户未按要求点焊（客户加工后的电芯）；e. 毛刺； f. 微短路； g. 负极产生枝晶。4.超厚产生超厚的原因有以下几点:a. 焊缝漏气; b. 电解液分解; c. 未烘干水分;d. 盖帽密封性差; e. 壳壁太厚; f. 壳太厚;g. 卷芯太厚(附料太多；极片未压实；隔膜太厚)。5.成因有以下几点a. 化成好（SEI膜不完整、致密）； b. 烘烤温度过高粘合剂老化脱料； c. 负极比容量低；d. 正极附料多而负极附料少； e. 盖帽漏气，焊缝漏气； f. 电解液分解，电导率降低。 6.爆炸a.分容

9、柜有故障（造成过充）； b. 隔膜闭合效应差; c. 内部短路7.短路a. 料尘； b. 装壳时装破； c. 尺刮（小隔膜纸太小或未垫好）;d. 卷绕不齐； e. 没包好； f. 隔膜有洞; g. 毛刺8.断路 a)极耳与铆钉未焊好，或者有效焊点面积小；b)连接片断裂（连接片太短或与极片点焊时焊得太靠下） 五、锂电池和锂离子电池的区别 简单说锂电池是以金属锂为负极的，由于存在很大的安全性问题，随后发展了锂离子电池，不含金属锂，以可嵌脱锂的材料为正负极材料，锂以离子形态存在，避免了锂枝晶的形成，安全性大大提高。锂是一种金属元素，其化学符号为Li(其英文名为lithium)，是一种银白色、十分柔软

10、、化学性能活泼的金属，在金属中是最轻的。锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样道理，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。 Li-ion電池芯的介紹锂离子电池的主要构成池盖正 极-活性物质为氧化钴锂隔 膜-一种特殊的复合膜负 极-活性物

11、质为碳有机电解液电池壳 锂离子电池名称简介锂电池的负极材料是锂金属，正极材料是碳材。我们称这种电池为锂电池。锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材。电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程，人们称之为锂离子电池。 一: 電池組成材料1. 正極材料部分，目前市面上的鋰離子電池一般是鋰鈷LiCoO2、鋰鎳 LiNiO2 及鋰錳 LiMn204 三種電池較為常見，其中以鋰鈷LiCoO2電池性能較好但是價格是這三者中最貴的，而鋰鎳LiNiO2電池的性能較鋰鈷LiCoO2電池略差一點且價格也較為便宜，至於鋰錳LiMn204電池其電池性能是三者中最差的但價格卻是最便宜

12、的。鋰鈷氧化物 最常見的製法是直接以鋰的碳酸鹽和鈷的碳酸鹽類或鈷的氧化物混合後，在空氣中將溫度加熱至 850 鍛燒 20 小時。 Li2CO3 + Co2O3 2 LiCoO2 + CO2鋰鎳氧化物 它的合成方法可以由 lithium hydroxides LiOH、Li2CO3、nickel hydroxide Ni(OH)2、nickel carbonate NiCO3及 nickel oxide NiO來製備。一般有兩種製造方法，一為固態燒結法 ： 將上述的鋰和鎳的化合物混合，在約 750 的溫度下通入空氣燒結而成。二為溶液法 ： 是將鋰化合物溶在鎳的溶液中，經乾燥鍛燒即可合成。鋰錳氧化

13、物 LiMn204在天然界中蘊藏量比起 LiCoO2 和 LiNiO2 的含量算是相當豐富了，因此只要經過適當的處理便可以得到。但一般要得到較純的 LiMn204 常以兩種方法來製備，一為固態法 ： 混合 MnO2 及鋰化合物，在適當溫度鍛燒而成。二為溶液法 ： 將鋰鹽及錳鹽溶於水中，控制 pH 值使之完全溶解或形成凝膠，再利用噴霧乾燥或直接鍛燒形成。在結構方面，鋰鈷氧化物LiCoO2和鋰鎳氧化物LiNiO2具有極為相同的構造，均可視為類似 -NaFeO2 的層狀結構，而鋰錳氧化物LiMn204則是類似尖晶石構造。由於三種鋰金屬氧化物構造的不同，具有尖晶石構造的鋰錳氧化物LiMn204在充放電

14、下的結構安定性較佳，大的放電速率與放電深度depth of discharge, DOD下最為穩定，較不易崩潰而使結構產生變化。這三種鋰金屬氧化物的特性各有優缺點，鋰鈷氧化物LiCoO2最為普遍且製造容易，但是原料蘊藏量最少，卻是目前商品化電池主要所使用的正極材料。雖然鋰鎳氧化物 LiNiO2的重量能量密度最高，但是其安全性一直無法尋得適當的解決，因此尚未普及化及商業化。鋰錳氧化物LiMn204的價格是最便宜的，蘊藏量也最豐富，若能克服較低的能量密度及高溫之熱穩定性兩個主要問題，可能是未來鋰離子二次電池最可能被大量採用的正極材料。種類 LiCoO2 LiNiO2 LiMn204 重量能量密度m

15、Ah/g 開發階段135145 135180 110120 實用階段120130 * 110120 熱安定性 稍微安定 較不安定 不安定 安全性 複雜設計 複雜設計 簡單 蘊藏量 稀少 較多 豐富 價格 高 中 低 合成困難度 合成容易 合成較難 合成困難 電池性能 佳 尚可 差 工作電壓V 3.74.1 3.64.0 3.84.3 2. 在負極材料部分，能量密度最大的鋰金屬則是因安全性的顧慮，在鋰離子電池之負極材料市場幾乎已不被商品化的電池使用，因此鋰電池的負極材料主要是以石墨系碳材graphite與非石墨碳材如焦碳系，coke二種為主，石墨系負極材料可分為三種 ： 1 天然石墨 2 人工石

16、墨3 類石墨 石墨類 介穩相球狀碳Mesophase Carbon Micro Beads, MCMB一般是在低溫下將煤球和熔融瀝青反應，再於不同溫度下經熱處理而成。是一種低表面積高緊密度堆積的球狀碳。氣相成長碳纖 Vapor-Grown Carbon Fiber, VGCF以碳氫化合物經化學蒸鍍CVD反應，再用不同溫度經熱處理而成 非石墨類可石墨化碳類 - 軟碳主要為焦碳Coke類，可由瀝青或煤渣而來。不可石墨化類 - 硬碳利用高分子先驅物polymer precursor，在不同溫度下經熱解所形成的無次序碳材。由於石墨系的重量能量密度較高且材料本身的結構具有較高的規則性，所以第一次放電的不

17、可逆電容量會較低，另外石墨系負極材料具有平穩工作電壓作用，對電子產品的使用和充電器的設計較具優勢。而另一種類之焦炭系與碳黑系carbon black的負極材料在第一次充放電反應的不可逆電容量很高，但是此材料可以在較高的 C- rate 下作充放電，另外此材料的放電曲線較斜(平台高)，有利於使用電壓來監控電池容量的消耗。 種類 重量能量密度 mAh/g 理論值mAh/g石墨 天然和人工 320 340 372 類石墨 240 360 非石墨 焦碳 180 220 * 碳黑 150 280 * 鋰金屬 966 353 3. 電解液部分，我們分成溶劑及溶質兩個部分來說明：溶劑部分：碳酸丙烯酯 PC

18、Propylene Carbonate 碳酸乙烯酯 EC Ethylene Carbonate 碳酸二甲酯 DEC Dimethyl Carbonate 甲酯 Propiolic Acid 1,4 丁丙酯 GBL - Butyrolactone 溶質部分： LiPF6 主要 LiBF4 LiClO4 LiAsF6 LiCF3SO3等環狀碳酸化合物cyclic carbonate 常用 ECEthylene Carbonate及 PCPropylene Carbonate 。 光氣法 - 利用雙醇化合物glycol和光氣反應。 CH2OHCH2OH + COCl2 - (CH2O)2CO + 2

19、 HCl二氧化碳合成法 CH2OCH2 + CO2 - (CH2O)2CO鏈狀碳酸化合物 常用 DMCDimethyl Carbonate和 DECDiethyl Carbonate 一氧化碳合成法 2CH3OH + CO + 1/2 O2 - (CH3O)2CO + H2O酯交換法 C2H5OH + (CH3O)2CO - CH3OCOOC2H5 + CH3OH4. 隔離膜部分，一般是以 PP 或 PE 為主要的材料。種類 Celgard 2400 Celgard 2300 Celgard 2700 構造 PP單層 PP/PE/PP 三層 PE單層 厚度 m 25.4 25.4 27.4 空

20、孔率 35% 36% 41% 孔洞大小 W*L m0.04*0.12 0.05*0.095 0.06*0.12 通氣度sec-in2 25 25 37 機械抗拉強度Kg/cm21400 1600 1300 收縮率90，60min1.3% 4% 27% 一般的製備方法有延伸法及相分離法兩種。 延伸法 - 以加熱熔融高分子聚合物，透過紡嘴射出後，初步結晶化再經熱處理，再結晶，再排列後可以增加強度，最後經延伸並形成多孔。2. 相分離法 - 以溶劑處理為第一步，其後為結晶化及多孔化的製作。二: 锂离子电池的组装过程制浆用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正

21、负极物质。（2）涂膜将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极极片。（3）装配按正极片-隔膜-负极片-隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。（4）化成用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，待出厂。三: 鋰電池種類 锂二氧化锰电池(LiMnO2)锂二氧化锰电池是一种以锂为阳极、以二氧化锰为阴极，并采用有机电解液的一次性电池。该电池的主要特点是电池电压高，额定电压为3V(是一般碱性电池的2倍)；终止放电电压为2V；比能量大；放电电压稳定可靠；有较好的储存

22、性能(储存时间3年以上)、自放电率低(年自放电率2)；工作温度范围2060。 锂亚硫酰氯电池(LiSOCl2)锂亚硫酰氯电池是比能量最高的一种，目前可达到500Wh/kg或1000Wh/L的水平。它的额定电压是3 . 6V，以中等电流放电时具有极其平坦的3 . 4V放电特性(可在90容量范围内平坦地放电，保持不大的变化)。电池可以在4085范围内工作，但在40时的容量约为常温容量的50。自放电率低(年自放电率1)、储存寿命长达10年以上。 锂-钒氧化物电池(Li-V6O13) 锂-钒氧化物电池以锂为阳极、钒氧化物为阴极、无机盐的有机溶剂为电解质组成。由于锂-钒氧化物电池的额定电压仅为2.8V，

23、而且额定容量也小，故与其它两种锂电池相比，其比能量是最小的。充电次数(循环寿命)也不长，所以这种可充电电池不久就由锂离子电池替代了。 锂离子电池(Li-Ion)锂离子电池的额定电压为3.6V(有的产品为3.7V)。充满电时的终止充电电压与电池阳极材料有关：阳极材料为石墨的4.2V；阳极材料为焦炭的4.1V。不同阳极材料的内阻也不同，焦炭阳极的内阻略大，其放电曲线也略有差别，锂离子电池的终止放电电压为2.5V2.75V。低于终止放电电压继续放电称为过放，过放对电池会有损害。在陽極的反應是為氧化反應，由於物質 M 氧化而放出電子，在陰極的反應是為還原反應，電子透過外部的電路傳導到陰極而使得物質 M

24、+ 還原成M，而中間電解液的目的是負責維持兩極的電中性或負責傳遞離子。一般的電池反應基本原理都如此，對於鋰二次電池的放電反應而言亦是如此，因此以下將以鋰鈷氧電池的充放電反應來說明：鋰鈷氧電池的反應並不會脫離電池的基本原理，它所不同的只是在於碳極負極是屬於一種嵌入型的反應。從負極的結構來看碳極是以石墨結構的排列為主，在充電過程中，鋰離子是嵌在石墨結構中的。另外發現此一系統可以說是一濃度電池，因為鋰離子會由一極經由電解質跑到另一極，因此要設計一成功的鋰離子電池並使之與鋰金屬電池的效益相當必須符合幾項原則：1.在陽極的鋰活性須接近 1，以確定此電池之開路電位與原鋰金屬電池接近。2.兩極的等效重量須低

25、，如此才有應用的價值。2.鋰離子在兩極之擴散係數須高，以使電池在充放電時能夠即時快速反應。4.兩極須容易製作且無毒性，以確保價格低廉與環境保護。鋰離子電池的材料系統在已商業化成功的鋰離子二次電池中，其正極與負極皆使用層間化合物，而這些層間化合物必須要能夠容許鋰離子的進出，而不使材料結構發生不可逆的變化，如此才能讓鋰離子在充放電過程中往返於正負極之間當充電時由外界輸入能量電能，鋰離子由能量較低的正極材料被趕往負極材料中而成為能量較高的狀態。進行放電時，鋰離子自然地出能量較高的負極材料移往能量較低的正極材料而對外釋放能量電能。另外，從全反應式中也可瞭解到整個反應過程中沒有鋰金屬的存在，因此稱之為鋰

26、離子電池。四: 電池電化學原理 理論電池電壓和電容量。1.電池電壓由 正、負極活性材料，電解液、濃度、溫度等所決定。2.理論電容量 (Theoretical Capacity )一莫耳電池容量 =96487 庫倫 (Coulumb )=26.8 安培小時(Ah )能量(Wh 、瓦小時 )=電壓(V )*安培小時(Ah )重量能量密度 =能量 / 重量 (Wh / kg )體積能量密度 =能量 / 體積 (Wh / l ) 基本原則。1.電解液導電度應該高，以降低 IR 極化值。對特定電解液，高極板表面積和薄隔離膜，能降低 IR 值，提高大電流放電能力。2.電解液之溶質及溶劑應具有化學穩定度，避

27、免直接與正、負極材質反應。3.正、負極表面反應速率應夠快，以降低 ct 。 常用的方法是使電極有孔隙度。因面積加大，降低電流密度。4.大部分電池反應及生成物必須擴散至或得自電解液，所以區域濃度極化會生成。適當的孔隙度及孔徑分佈、隔離膜的厚度和結構、在電解液中反應物濃度變得很重要 (質傳限制應避免 )。5.電極基材與電極材料或電解液間應無腐蝕問題。電流密度應均勻，接觸電阻應最低。6.充放電時，反應物應停留在電極表面，加速可逆反應。 影響電池性能因素。1.放電截止電壓高低。2.放電電流。3.放電型式 (連續或間斷 )。4.放電方式 (定電流、定負載或定功率 )。5.放電時電池溫度。6.使用壽命。7

28、.充電電壓。8.電壓調整 (Voltage Regulation )。9.電池設計的效應 -電極設計、形狀與構造、體積效率VS 能量密度、電池大小尺寸對容量之影響。10.電池老化與儲存條件。11.電池組設計的效應。 影響電池容量的因素。1.電壓水準。2.放電電流 (I =M *Cn )。3.放電型式 (連續或間斷 )。4.放電模式 (定電流、內阻、電壓、功率、負載 )。5.放電時電池的溫度。6.工作時數。7.電壓調整。8.充電電壓。9.單電池設計。10.電池老化和儲存條件。11.電池模組設計。五: 基本設計。 電極的一度空間模擬。抗腐蝕性電子導電度機械強度電子導電度抗腐蝕性機械強度離子導電度孔

29、徑離子導電度機械強度電子導電度粒徑孔隙度粒徑電子導電度厚度等機械強度離子導電度機械強度厚度等可逆性電子導電度可逆性單位面積重化學穩定度單位面積重均勻性厚度均勻性厚度厚度基材極板隔離膜極板基材附著性、介面電阻 介面電阻介面電阻 附著性、介面電阻 理想狀況。1.沒有不參與電池反應的物質 -理想的最大電容量。2.反應完全可逆 -充放電壽命無限。3.無副反應 -無自放電，電流效率 100%。4.內電阻為零 -功率由外電阻決定，Power =(OCV )2 / 外電阻。5.無安全問題。 設計因素。1.增加電容量 -增加正極密度，應用高容量材料。2.增加循環壽命 -減少電極物理性質的變化，顆粒大小極板體積

30、。避免不必要的化學反應，腐蝕反應及材料鈍化。加強電流分佈均勻度。3.降低自放電率 -避免腐蝕反應，加強電解液穩定度，減少隔離膜及電解液的電子導電度，增加隔離膜厚度。4.增加高率放電能力 -加強電流分佈均勻性，增加電解液的電子導電度，減少隔離膜厚度，調整金屬箔的厚度、導電柄位置，降低極板的輾壓密度。5.加強安全性 -內電阻調整裝置，外電路保護裝置，過充電的自放反應，緊急斷電的機構。 電池性能評論。锂离子电池与多数可充电池不同，一般可充电池的负极是金属（以金属氧化物或金属氢氧化物形式溶解），而锂离子电池的负极是石墨或无定形碳的锂离子嵌入化合物。锂离子由正极材料提供，正极材料为锂化过渡金属氧化物，当

31、增加过渡金属的价态时，锂化过渡金属氧化物能够释放其所含的锂。为此，电池反应式可以示意如下：负极：Li+6C+E-e- C6Li （1）正极：LiMO2 LiXMO2+xLi+ （2）其中，M为过渡金属，多数情况下为Co，电池反应为充电方向。由于充放电期间锂离子在正负电极之间进了运动，因此这种电池被称为摇椅电池。稳定的液体电解质是锂离子电池成功研制的关键。选择线性碳酸脂和环状碳酸脂的组合物作为溶剂混合物（碳酸乙烯是石墨负极的关键溶剂），可以设计出安全性好循环寿命长的锂离子电池。六: 鋰電池的回收與再處理。乾式法 ： 乾式法是將鋰電池以高溫進行焚燒後，分離出各種金屬而回收。如前所述，各式的鋰電池具

32、有較高的危險性，因此再製程處理時，必須將電池保持在隔絕水分與空氣的環境中，一般是在氮氣或氬氣的氣氛環境中進行。 廢棄的鋰電池由回收站收集後，一電池的種類與大小先進行分類。分類過後的鋰電池可能有大部分仍未完全放電完畢，因此必須先施予放電的程序，以避免其後製程因外力操作不當而產生燃燒或爆炸的危險。 經過放電處理後的廢電池，再將其進行去殼與切割的步驟。此步驟除了有利於焚燒製程時的方便性外，並可分散焚燒處理時劇烈反應中的危險性。經過此步驟處理過後，已經被切割減積成電池碎片的部分則被導入焚化爐中，予以高溫約 600800處理。 在焚燒爐處理過程中，藉由熔點與比重的差異，分別將 Co、Ni、Fe、Al 等

33、金屬回收。至於鋰金屬，則是以 Li2O 的氣體形式逸出，然後再與H2O、Na2CO3 反應形成 Li2CO3 予以回收。Li2CO3 為製造 LiCoO2 活性物的中間原料。值得注意的是，若是所欲處理的鋰電池為使用鋰金屬當作負極材料的電池，則在去殼與切割的步驟中，一旦操作不當，極易會有火災甚至爆炸的危險性。因此為了避免此危險，亦有學者研究將經過放電程序的鋰電池先冰凍至-180 的環境後再進行去殼與切割的動作，藉著低溫降低鋰金屬的活性外，且由於此低溫已經在電池所使用的黏結劑如 PVDF及所含塑膠配件的玻璃轉化點Tg溫度範圍之下，將更有利於電池切割減積工作之進行。濕式法濕式法主要是以處理液無機酸溶

34、液將廢電池中的各個所欲收回成分進行萃取後再予以純化回收。如同乾式法一樣，在進行廢電池處理時，亦必須將電池保持在隔絕水分與空氣的環境中進行。廢棄的鋰電池經過放電處理及電池去殼與切割程序後，將電池碎片放進吸收室再以無機酸溶液噴淋，然後將鋰電池所含的電解液及鋰金屬成分予以萃取吸收，在分別進行純化後供再生使用。而其餘的殘渣部分則依各種金屬的特性不同進行分離，純化後供再生使用。在進行放電處理時，可採用將電池置於食鹽水溶液中進行放電或接上負載放電方法。一般而言，進行濕式法每批次在吸收室進行處理所需時間約為 30min 120min，可用物質回收率估計可達到 80% 以上。Li-polymer電池芯的介紹所

35、謂高分子鋰電池具有兩種涵義，一種是利用高分子作為電極的鋰電池，另外一種是利用高分子電解質取代鋰離子電池的有機溶液的鋰聚合物電池。以導電高分子作為正極或負極材料的高分子鋰電池，這些高分子鋰電池與鋰離子電池一樣的都是使用有機電解液，因此都可能會發生揮發燃燒及漏液等的現象，並造成安全上的問題。而第四與第五種則是利用高分子聚合物作為電解質，其中分為固態高分子電解質與可塑性膠態高分子電解質，以上所列的是固態高分子電解質，而還有膠態的可以使用。高分子鋰電池可以做成薄膜型或是大面積型，使得外型上可以依需求而改變。也因為面積大，所以溫度也會因為良好的散熱效果而不會上升太多，這說明高分子鋰電池比起一般的鋰離子電

36、池更具有商業上的潛力。此外，因為內電阻較高，所以放電率較低，相對的，高率放電特性會減弱。高分子鋰電池是基於鋰離子電池而來的，故原理部分大致相同，僅於部分材料有所區別，為高分子電解質型高分子鋰電池的結構。 高分子電極材料： 高分子在電極的應用多用於正極材料上，作為負極的情形較少，而作為正極的三種主要高分子材料為：有機硫聚合物（Organosulfur、Organosulfide Polymer）、聚苯胺（Polyanaline）以及聚仳咯（Polypyrrole）。 而在這三者中，有機硫聚合物的高分子鋰電池因為下列因素而最快商品化。1.低成本易加工熱、化學穩定性佳 壽命長、可逆性優異 較不具毒性

37、 合於高重量、能量密度的電池設計 高速充放電優異性 高分子電解質 高分子電解質是把鹽類溶在高分子中而形成的，高分子的導電是因為高分子內離子的移動所致，而離子的移動是隨著高分子移動而進行的。所以作為電解質的高分子必須有以下特性：1.高分子鏈上的原子必須具有未共用電子對使高分子和陽離子（ Li+,Na+ ）能 夠形成配位鍵（ Coordination Bond ），以增加陽離子和高分子間的溶合力及 鹽類正、負離子的分離力。 2.高分子必須具有較低的玻璃轉換溫度（ Low Tg ），以利於離子的移動。 目前發展中的高分子電解質大略可分為四種：PEO（ Polyethylene Oxide ）系、Polyacrylate 系、PAN（ Polyacrylonitrile ）系以及 PVDF（ Poly（ vinylidene fluoride ） ）HFP 系。其中除了 PEO 系為固態電解質外，其