动力电池及电池PACK教材

1、动力电池和电池组的基本知识，锂离子，质量部门-周斌，2，内容，3，感谢您的关注，1。锂离子电池术语，1。电压(V): 1)开路电压(OCV):指无外部电路或外部负载连接时电池的电压。开路电压与电池的剩余能量无关，电量显示基于这一原理。2)工作电压(WV):指电池在工作状态下，即电流流经电路时，正负电极之间的电位差。当电流流过电池时，内阻的电阻必须被克服，所以工作电压总是低于开路电压。3)放电截止电压(DCV):指电池充满电和放电时达到的电压(如果继续放电，将会过度放电，这会损害电池的寿命和性能)。4)充电极限电压(LCV):充电时电压从恒流变为恒压。4.谢谢你的关注。1.锂离子电池术语。2.电

2、池容量(Ah):电池容量是指电池可以储存的电量。容量是电池电气性能的重要指标，它由电极的活性物质决定。容量用C表示，单位用Ah或mAh表示。公式为：C=It，即电池容量(ah)=电流(A)x放电时间(h)。容量为10安培小时的电池可在放电5安培时放电2小时，在放电10安培时放电1小时。电池容量可分为理论容量、额定容量和实际容量。理论容量是根据法拉第定律通过计算活性物质的质量获得的最高理论值。为了比较不同系列的电池，通常使用比容量的概念，即每单位体积或单位质量电池的理论功率，单位为Ah/kg(毫安/克)或Ah/L(毫安/立方厘米)。实际容量是指电池在特定条件下可以输出的电量。它等于放电电流和放电

3、时间的乘积，单位为Ah，小于理论容量。额定容量，又称保证容量，是指在一定的排放条件下，根据国家或有关部门颁布的标准应释放的最小容量。电池的实际容量主要取决于以下因素：活性物质的数量和质量；活性物质的利用率。5.谢谢你的关注。1.锂离子电池术语。3.内阻(m):电池的内阻是指电池工作时流经电池的电流电阻。内阻主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻由电极材料、电解质、隔膜电阻和各部分接触电阻组成，极化内阻包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。由于内阻的存在，当电池放电时，电流会产生热量并消耗能量。电流越大，消耗的能量越多，因此内阻越小，电池性能越好，

4、不仅电池的实际工作电压高，而且内阻上消耗的能量也越少。内阻的存在使电池放电时的端电压低于电动势和开路电压，充电时高于电动势和开路电压。电池的内阻不是恒定的，而是在放电过程中随着时间而变化，因为活性物质的组成、电解质浓度和温度都在不断变化。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，但不是线性的，通常随电流密度的对数增加而线性增加。6.谢谢你的关注。1.锂离子电池术语。4.负载能力：当电池的正极和负极连接到电器时，驱动电器工作时的输出功率就是电池的负载能力。内部压力：指内部压力例如，当可充电电池的额定容量为1100毫安时，这意味着放电时间在1100毫安时可持续1小时(1C)，如果放电时

5、间在200毫安时可持续5小时(0.2C)，充电也可根据这种比较来计算。7.过放电：如果电池在放电过程中超过电池放电的端电压并继续放电，可能会导致电池内部压力上升，正负活性物质的可逆性会被破坏，从而大大降低电池的容量。7.谢谢你的关注。1.锂离子电池术语。8.过度充电：当电池充电时，如果达到满状态后继续充电，可能会导致电池内部压力升高、电池变形、错过夜晚等。电池的性能将会显著降低和损坏。9。充放电深度：电池容量的表示方法。充放电深度用百分比表示。例如，容量为10Ah的电池在放电后变为2Ah，这可以称为80%DOD。例如，容量为10Ah的电池在充电后具有8Ah的容量和80%的荷电状态。它通常被称为

6、100%国防部。10。自放电率(%)2)原因：由于电极在电解液中的不稳定性，电池的两个电极发生化学反应，活性物质被消耗，转化为电能的化学能减少，电池容量降低。3)影响因素：环境温度对其影响很大，过高的温度会加速电池的自放电。4)表达式：电池容量衰减(自放电率)的表示方法和单位为%/月。5)结果：自放电会直接降低电池容量，自放电率会直接影响电池的存储性能。自放电率越低，存储性能越好。8.谢谢你的关心。1.锂离子电池术语，11。充电循环寿命：概念：二次电池经历充电和放电，称为循环或循环。反复充放电后，电池容量会逐渐降低。循环寿命与电池的充放电条件有关：锂离子电池在室温下的充放电循环寿命可达300-

7、500倍(行业标准)，最高可达800-1000倍。影响因素：电池使用不当、电池材料、电解液成分和浓度、充放电速率、放电深度(DOD)、温度、制造工艺等。所有这些都对电池的循环寿命有影响。12.放电率(a):放电率是指在规定时间内放电额定容量(c)所需的电流值，其数值等于电池额定容量的倍数。根据放电率，可分为低放电率(7.0C)。以10Ah电池为例：如果在2A放电，放电率为0.2C和20A，放电率为2C、9和9。谢谢你的关心。1.锂离子电池术语。13.电池能量(Wh):定义：指储存在电池中的能量，用Wh表示：能量(Wh)=额定电压(V)工作电流(A)工作时间示例：3.2V15Ah单节电池的能量为

8、48Wh，3.2V100Ah电池组的能量为320Wh。电池能量是衡量电池驱动设备工作的一个重要指标，而容量不能决定完成多少工作。能量密度(wh/kg):指单位体积或质量释放的能量，通常表示为体积能量密度(Wh/L)或质量能量密度(Wh/kg)。如果锂电池重325克，额定电压为3.7V，容量为10Ah，其能量密度为113瓦时/千克。下表是理论值。在实际应用中，应考虑电池结构中的外壳和零件等各种因素。目前，锂电池的能量密度是镍镉电池和镍氢电池的3倍和1.5倍，能量密度由无结构材料的密度决定。10.谢谢你的关注。1.锂离子电池术语。15.记忆效应：定义：电池的记忆效应指的是电池未完全放电且可在下次充

9、电时充电的百分比。原因：结晶发生在避免：为了消除电池的记忆效应，充电前必须完全放电，然后充电。锂离子电池没有记忆效应！成型：电池制作完成后，通过一定的充放电方式激活电池内部的正负活性物质，以提高电池的充放电性能、自放电、储存等综合性能的过程称为成型。只有在电池形成后，它才能反映其真正的性能。同时，成型过程中的分选过程可以提高电池组的一致性，提高最终电池组的性能。17岁。容量共享：在电池制造过程中，由于工艺原因，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共享。11.谢谢你的关注。1.锂离子电池术语。18.放电平台：指放电曲线中电压基本保持水平的部分。锂离子电池充满电后，放电

10、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。放电平台越高、越长、越稳定，电池的放电性能越好。工业标准1C排放平台超过70%。19岁。充电时间：充电时间(小时)=可充电电池容量(毫安)/充电电流(毫安)的系数*1.5。如果您使用1600毫安可充电电池，充电器以400毫安的电流充电，充电时间为：1600/400*1.5=6小时。20岁。电池组的一致性：电池组由多个串联和并联的单个电池组成。电池组的整体性能和寿命取决于其中一个性能较差的电池，这要求每个电池组的性能具有高一致性。除了单个电池的性能误差和原材料质量外，主要原因是制造工艺，工艺改进对提高

11、电池质量非常重要。12.谢谢你的关注。2.锂离子电池简介。1.什么是锂离子电池？锂离子电池是指以锂嵌入化合物为正极和负极的二次电池。阳极采用锂化合物：磷酸铁锂、氧化锂和二氧化硅，阴极采用锂碳夹层化合物LiXC6。电解质是锂盐LiPF6、LiAsF6等溶解在其中有机溶液。2.锂离子电池的分类：1)分为方形锂电池(如普通手机电池)和圆柱形锂电池(如18650)；2)外包材料：铝壳锂电池、钢壳锂电池和软包装电池；3)根据阴极材料：钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2 O4)、锂三元(LiNix Coy Mnz O2)、磷酸铁锂(LiFePO 4)；4)根据电解质状态：锂离子电池和聚合物电池；5

12、)根据用途：普通电池和动力电池。6)根据性能特点：高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。13，3。锂离子电池结构：1)正极：活性物质(磷酸铁锂、氧化锂、氧化锂)、导电剂(乙炔黑)、粘结剂(聚偏氟乙烯)、集流体(铝箔)、2)负极：石墨导电剂(乙炔黑)、粘结剂(聚偏氟乙烯)、集流体(铜箔)、3)电解液：锂六氟化锂、六氟化锂等。DMC EC EMC 4)隔膜(PP PE) 5)外壳硬件：铝壳、盖板、拉环、绝缘片、2。锂离子电池介绍，14。谢谢你的关注。锂离子电池介绍，4。锂离子电池的工作原理：充电时：正极中的锂和电解液中的锂聚集到负极得到电子，电子被还原成嵌在负极中的锂。放电时：嵌入负极碳材

13、料中的锂失去电子进入电解液，电解液中的锂向正极移动。负载、-、充电e、放电e、充电、放电、李、李、李、李、e、e、e、铝箔、铜箔、锂锰氧化物、lixc6、充电过程：正极上的反应是LiMn2O4=Li1-xMn2O4 Xli Xe(电子)。负电极上的反应是6 CX 1 x e=lix C6。放电过程：电池放电时，负极上的电子E从外部电路流向正极，正极锂离子Li从负极“跳”入电解液，爬上隔膜上的缠绕孔，游向正极，运行很久。正极上的反应是Li1-xMn2O4 xli xe(电子)=LiMn2O4。负电极上的反应是LiXC6=6C1115。谢谢你的关注。2.锂离子电池介绍。5.锂离子电池性能。2)电化

14、学性能充电特性、放电特性、循环寿命、额定充电特性、额定放电特性、低温特性和电池组放电特性；3)安全性能挤压、针刺、短路、过充电、过放电、热冲击、热循环、振动、低电压和潮湿的水；1)常规性能容量、电压和内阻；6)用于锂离子电池生产的设备：真空搅拌机、拉浆机(涂布机)、切割机、辊压机、绕线机、激光焊接机、真空注液机、作为检测柜、16。谢谢你的关注。动力电池基础知识，1。单动力电池：动力电池模块的最小单位。一般由正极、负极、电解液、隔膜、外壳和端子(极端)组成，可实现电能和化学能的直接转换。谢谢你的关注。动力电池的基本知识2。动力电池模块：单个动力电池在物理结构和电路上相互连接，形成最小的动力电池组

15、或系统组，可以作为一个单元进行更换。谢谢你的关注。动力电池的基本知识3。动力电池组3。储能装置，包括单个单元或模块，通常还包括电池电子元件、高压电路、过流保护装置、电池盒以及与其他外部系统的接口(如冷却、高压、辅助低压和通信等)。)。谢谢你的关注。电池的串联和并联电池组由串联和并联的电池单元和模块组成。电池：增加串联电压，恒定容量Vn=nVi Cn=Ci增加并联容量，恒定电压Cn=nCi Vn=Vi电容器：增加串联电压，降低容量Vn=nVi 1/C=1/C1 1/C2增加并联容量，恒定电压CF=nCi Vn=Vi双工：可通过同时增加电池电压和容量来组成。注意：组合的电池越多，电池组的可靠性就越

16、差。通常，当组合电池时，应该使用相同系列、尺寸和性能的电池。这就是我们常说的电池的一致性。常用参数：电压、电容和内阻。3.动力电池的基本知识。谢谢你的关注。电池的命名方法：不同的制造商有不同的命名规则，但每个人都遵循一个通用电池的统一标准，你可以根据他们的名字知道电池的大小。根据国际电工委员会61960，圆柱形和方形电池的规则如下：圆柱形电池：3个字母后跟5个数字，3个字母，第一个字母代表负极材料，I代表内置锂离子，l代表锂金属或锂合金电极。第二个字母代表阴极材料，C代表钴，N代表镍，M代表锰，V代表钒。第三个字母是代表圆柱的R。5个数字，前2个数字代表直径，后3个数字代表高度，均以毫米为单位