锂离子电池体系知识.ppt

1、目录,锂离子电池正极体系,正极体系的组成 活性物材料：提供容量。 粘结剂：提供活性物材料与集流体粘结。 导电剂：提供活性物颗粒间的电子传递通道。 溶剂：溶解粘结剂，使制得浆料后具备流体特征。 集流体：提供活性物与外部连接件的电子通道。,锂离子电池正极极片,正极基体：铝箔（约0.016mm厚),正极物质：钴酸锂+碳黑+PVDF,正极集流体：铝带（约0.1mm厚）,锂离子电池正极材料,活性物：容量提供者，过渡金属氧化物。 钴酸锂：技术成熟，商品化程度高，成本较高。 镍酸锂：容量高，合成困难，工艺过程要求严格。 镍钴锰酸锂：比容较高，循环好，电导率较低，能量密度比钴酸锂低。 锰酸锂：高安全，成本低廉

2、，但高温循环差。 磷酸铁锂：高安全，循环性能优良，但是能量密度低，低温性能差。,粘结剂：确保浆料的稳定与安全，以及粘结的效果。均为高分子化合物。 PVDF PTFE 导电剂：确保电子传递效果，一般为高导电碳材料。 SP KS-6 AB,溶剂：溶解粘结剂，并对活性物表面进行润湿。 NMP 集流体：汇集电子。 铝箔,正极活性物选择标准： 能量密度 外观形貌 杂质含量 晶相结构 粘结剂选择标准： 稳定性 分子量,溶剂选择标准 与粘结剂的溶解度 与活性物的润湿角 沸点 集流体选择标准 导电性 表面粗糙度 柔韧性 稳定性,锂离子电池正极结构,如何构建合理的正极极片？ 电子传递 正极活性物材料的选择 导电

3、剂的种类与分布 粘结剂的种类与量 离子传递 极片孔隙率,锂离子电池负极体系,负极体系的组成 活性物材料：提供容量。 粘结剂：提供活性物材料与集流体粘结。 导电剂：提供活性物颗粒间的电子传递通道。 溶剂：溶解粘结剂，使制得浆料后具备流体特征。 集流体：提供活性物与外部连接件的电子通道。,锂离子电池负极极片,负极基体：铜箔（约0.010mm厚),负极物质：石墨+CMC+SBR,负极集流体：镍带（约0.08mm厚）,锂离子电池负极材料,负极活性物：锂离子接受者，嵌锂化合物。 石墨：技术成熟，价格低廉。 人造石墨：A080 fsn-4等 天然石墨：BTR818、NPB272等 MCMB：结构稳定，容量

4、偏低。 硅碳合金：容量高，循环性能差，工艺控制难。 锂钛复合氧化物：循环性能好，工作电位低。,粘结剂：提供活性物颗粒间以及与集流体的粘结。 SBR 抗沉淀剂：为浆料提供良好的流体性能。 CMC 导电剂：确保电子传递效果。 SP AB,溶剂：确保粘结剂的溶解，以及活性物的润湿。 水 集流体：汇集电子。 铜箔,人造石墨与天然石墨的区别: 人造石墨：结构稳定，循环性能好；容量较低， 价格较高。 天然石墨：容量高，加工性能好；表面结构不稳 定，易被破坏。,锂离子电池电解液体系,有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体 组成 电解质锂盐 LiPF6 LiAsF6 LiBF4 等 有机溶剂 EC DMC EM

5、C DEC PC 等 功能添加剂 VC PS等,电解液的相关指标 密度 电导率 水分 游离酸,有机溶剂选择标准： 介电常数：数值越大，锂盐容易解离。 粘度：数值越大，锂离子迁移阻力越大。 稳定性：PC对天然石墨不稳定。 熔沸点：电池对温度特性的要求。,功能性添加剂： 安全添加剂：环己苯（CHB）、 联苯（BP） 三联苯（TP）等 成膜添加剂：碳酸亚乙烯酯（VC） 亚硫酸乙烯酯（ES） 亚硫酸丙烯酯（PS） 其他添加剂：阻燃添加剂等,锂离子电池隔膜,隔膜的作用主要是使电池的正负极分开，另外还具有使电解质离子通过的功能。 按制成分湿法隔膜和干法隔膜。,隔膜,材质： PP+PE+PP 单层PE 检验标准：厚度、外观、热收缩性能,隔膜的性能评价,透气性 一定条件下一定量气体通过隔膜所需的时间。 影响因素：厚度、结构、孔率、孔的大小 电性能 绝缘耐压性、电阻 机械强度 MD:machine direction TD:transverse direction