锂离子电池基础知识概述
锂离子电池的基本概念和基础知识
锂离子电池的基本概念和基础知识：
锂离子电池作为目前最为主流的充电电池，大大优化了费用，减少了重量，提
高了能量密度，令人大为满意。
首先，基本概念。
锂离子电池由正极、负极材料和电解质构成，两端可以通过
电连接实现充电和放电，然后实现能量存量的转化。
另外，锂离子电池的能量密度相对传统的铅酸电池有较高的提升，一般可以达
到140~180 Wh/kg；电容也相对传统材料有较大的增长，一般可以达到650~1300
Ah/L；电池较传统材料轻量化，密度提高，可以节省用户费用，并且能量较为稳定，保证产品的稳定性。
最后，充电管理系统也是相对传统产品有较大改进的，集成了充电、放电、保
护等功能，使其可以很好的保护电池，大大延长电池的使用寿命，巨大提升电池性能，在充分利用电池内的能量的同时，可以有效的提升产品的安全性。
总的来说，锂离子电池拥有较高的能量密度，并且相对传统材料可以节约相当
多的费用和重量，从而更好的满足个性化的需求，令人满意。
锂离子电池基础知识
1.3命名方法 命名方法 锂离子电池的型号命名，一般由英文字母和阿拉伯数字组成。 锂离子电池的型号命名，一般由英文字母和阿拉伯数字组成。 个字母表示电池采用的负极体系： ①第1个字母表示电池采用的负极体系：字母Ⅰ表示采用具有嵌入特性负 个字母表示电池采用的负极体系 字母Ⅰ 极锂离子电池体系，字母L表示金属锂负极体系或锂合金负极体系 表示金属锂负极体系或锂合金负极体系。 极锂离子电池体系，字母 表示金属锂负极体系或锂合金负极体系。 个字母表示电极活性物质中占有最大质量比例的正极体系。 ②第2个字母表示电极活性物质中占有最大质量比例的正极体系。字母 个字母表示电极活性物质中占有最大质量比例的正极体系 字母C 表示钴基正极，字母N表示镍基正极 字母M表示锰基正极 字母V表示钒 表示镍基正极， 表示锰基正极， 表示钴基正极，字母 表示镍基正极，字母 表示锰基正极，字母 表示钒 基正极。 基正极。 个字母表示电池形状， 表示圆柱形电池， ③ 第3个字母表示电池形状，字母 表示圆柱形电池，字母 表示方形电 个字母表示电池形状 字母R表示圆柱形电池 字母P表示方形电 池。 圆柱形锂离子电池在三个字母后用两位阿拉伯数字表示电池的直径， ④ 圆柱形锂离子电池在三个字母后用两位阿拉伯数字表示电池的直径， 单位： 取整数。三个字母和两位阿拉伯数后用3位阿拉伯数字表示电池 单位：mm 取整数。三个字母和两位阿拉伯数后用 位阿拉伯数字表示电池 高度，单位mm×10取整数。 高度， 单位 ×10取整数。 当上述两个尺寸中至少有一个尺 取整数 寸大于或等于100mm时 100mm 寸大于或等于100mm时，在表示直径的数字和高度的数字之间添加分隔符号 “/”，同时该尺寸数字的位数相应增加。 ，同时该尺寸数字的位数相应增加。 ICR18650 ICR20 20/ 例：ICR18650 ICR20/1050 方形锂离子电池在三个字母后用两位阿拉伯数字表示电池的厚度， ⑤ 方形锂离子电池在三个字母后用两位阿拉伯数字表示电池的厚度，单 取整数。 位：mm 取整数。在三个字母和两位阿拉伯数字后再用两位阿拉伯数字表示 电池的宽度，单位: 取整数。 电池的宽度，单位:mm 取整数。 最后又用两位阿拉伯数字表示电池的高度，单位: 取整数。 最后又用两位阿拉伯数字表示电池的高度，单位:mm 取整数。 当电池的上述三个尺寸中至少有一个尺寸大于或等于100mm时 在表示厚度、 100mm 当电池的上述三个尺寸中至少有一个尺寸大于或等于100mm时，在表示厚度、 宽度和高度的数字之间添加分隔符号“ ， 宽度和高度的数字之间添加分隔符号“/”，同时该尺寸数字的位数相应增 加。 当电池的上述三个尺寸中至少有一个尺寸小于1mm时 mm×10取整数表示 当电池的上述三个尺寸中至少有一个尺寸小于1mm时，用mm×10取整数表示 苏州星恒电源有限公司 该尺寸，并在整数前添加字母t 该尺寸，并在整数前添加字母t。 ICP083448 ICP08 34/ 08/ ICPt73448 例：ICP083448 ICP08/34/150 ICPt73448
锂电池基础知识及正极材料简介
➢ 正极材料-LiFePO4
LiFePO4在1997年由Goodenough 首次报道可以作为锂离子电池正 极材料。
LiFePO4为橄榄石型结构，为正交晶 系，属Pmnb空间群，Fe与Li形成FeO6和 LiO6八面体，P形成PO4四面体。与c轴 平行的Li+的为连续直线链，可以沿着c轴 形成二维扩散运动，自由地脱出或嵌入。 理论容量为170 mAh/g。具有价格低廉、 电化学性能好、对环境友好无污染等优 点。
（2）一致性差，由于碳包覆对磷酸铁锂性能影响非常敏感，造成磷酸铁锂 产品的一致性较差。此外由于目前磷酸铁锂生产标准不统一（如原料就有： 草酸亚铁、磷酸铁、铁红）也造成产品一致性差。
（3）电压平台低，容量一般，压实密度低，因而能量密度低。
（4）倍率性能较低，低温性能差。
3 磷酸铁锂正极材料的制备及改性方法
磷酸铁锂生产工艺主要有水热法和固相法两种，其中水热法目前只有 原加拿大PHOSTECH等极少数企业生产，成本高昂，目前PHOSTECH由 于拥有专利可以有少量产品销售，中国市场几乎全部采用高温固相法。 固相法生产磷酸铁锂按铁原料不同划分为：草酸亚铁工艺、铁红工艺、 磷酸铁工艺。
其中中国市场主要是草酸亚铁工艺和磷酸铁工艺为主。草酸亚铁工、 艺、由于收率低、产能小、前工序混料消耗大量酒精，成本也居高不下。 磷酸铁工艺尽管原料成本较高，但收率大、产能大，产品性能好，且前 工序混料可以采用水球磨和砂磨，采用喷雾干燥，成本与草酸亚铁工艺 相当，因而未来主流工艺可能趋向磷酸铁工艺。
锂离子电池
六要素
隔膜
包装膜
电极端子
Ni(Cu)、Al, 电子 通道, 连接外电路
软包装, 硬壳, 提供良好的电
化学环境
LMnO2/LiMn2O4
锂离子电池基础知识大汇总（电池人常识）
锂离子电池基础知识大汇总（电池人常识）现已广泛被大家使用的锂离子电池是由锂电池发展而来的。
所以在认识锂离子电池之前，我们先来介绍一下锂电池。
举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。
锂电池的负极材料是锂金属，正极材料是碳材。
按照大家习惯上的命名规律，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，为了区别于传统意义上的锂电池，所以人们称之为锂离子电池。
锂离子电池的广泛用途发展高科技的目的是为了使其更好的服务于人类。
锂离子电池自1990年问世以来，因其卓越的性能得到了迅猛的发展，并广泛地应用于社会。
锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等，且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。
应用表明，锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。
锂离子电池的主要构成（1）电池盖（2）正极----活性物质为氧化钴锂（3）隔膜----一种特殊的复合膜（4）负极----活性物质为碳（5）有机电解液（6）电池壳锂离子电池的优越性能我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池（Ni/Cd）和镍氢电池（Ni/MH）来讲的。
那么，锂离子电池究竟好在哪里呢？（1）工作电压高（2）比能量大（3）循环寿命长（4）自放电率低（5）无记忆效应（6）无污染以下是镍镉、镍氢、锂离子电池性能的对比：镍氢电池和锂电池的区别镍镉电池和镍氢电池的区别镍氢电池镍氢电池是有氢离子和金属镍合成，电量储备比镍镉电池多30%，比镍镉电池更轻，使用寿命也更长，并且对环境无污染，无记忆效应。
镍氢电池的缺点是价格镍镉电池要贵好多，性能比锂电池要差。
锂离子电池以锂离子电池为材料的一种高能量密度电池。
锂离子电池还是一种智能电池，它可以与专用原装智能充电器配合，达到最短的充电时间、最大的寿命周期及最大的容量。
锂电池基础pdf
锂电池基础随着科技的不断进步，锂电池已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。
从手机、平板电脑到电动汽车和可再生能源存储系统，锂电池的应用领域越来越广泛。
因此，了解锂电池的基础知识对于更好地利用这一技术至关重要。
一、工作原理锂电池的基本工作原理是利用锂离子在正负极之间的移动来储存和释放能量。
当电池充电时，锂离子从正极脱出，通过电解质溶液和隔膜，到达负极并嵌入其中。
放电时，锂离子从负极脱出，通过电解质溶液和隔膜，到达正极并嵌入其中。
这个过程中伴随着电子的流动，形成了电流。
二、种类和特点锂电池有多种类型，包括锂金属电池、锂离子电池和锂聚合物电池等。
锂金属电池能量密度高，但安全性较差；锂离子电池能量密度适中，安全性较高；锂聚合物电池则具有更高的能量密度和更好的安全性。
三、组成结构锂电池主要由正极、负极、电解质、隔膜和外壳等部分组成。
正极是锂离子来源之一，通常采用锂化合物；负极则是锂离子的另一个来源，通常采用石墨或硅基材料。
电解质是锂离子移动的媒介，隔膜则是防止正负极直接接触的屏障。
外壳则起到保护整个电池的作用。
四、使用注意事项在使用锂电池时，需要注意以下几点：避免过充或过放，这可能会导致电池性能下降甚至发生危险；避免在高温或低温环境下使用锂电池；不要随意拆卸或改装锂电池，以免造成危险；注意检查电池的外观，发现异常时应及时处理。
五、未来发展随着电动汽车和可再生能源技术的不断发展，锂电池的应用前景将更加广阔。
未来，随着技术的不断进步，锂电池的能量密度、安全性和寿命等方面将得到进一步提升。
同时，新型的固态锂电池也正在逐步实现商业化应用，这将为锂电池的发展带来新的机遇和挑战。
锂电池基础知识科普
外壳 2
2
电池基础知识
储能装置
物理储能
化学储能
飞轮储能
压缩空气 储能etc...
铅酸电池
钠流电池
锂离子电 池etc...
电容器
储能装置分类
电磁储能
超导电磁 储能etc...
所有电池都是可以提供动力的， 只是大与小的关系（较大规模 的储能装置可以超过GWh，而 应用与蓝牙耳机或者手机电池 上的电池仅为0.1-5Wh)，因此 只要是可以称之为能量储存的 载体都可以被称为动力电池；
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隔膜
结构 生产方法 优点
缺点 应用范围
不同材质和结构隔膜的特点
PP
单层、双层
干法
机械强度高 耐热性好 透过性好 安全关断性能不如PE （闭孔温度＞150℃）
一次电池、二次电池、 大功率电池
PE 单层、双层 干法、湿法 均匀性好 安全性好（闭孔温度约 130℃） 耐高温性能不如PP
二次电池
PP/PE/PP 三层 干法 综合了PP、PE膜优点， 机械强度好，安全性更 高
➢ 按制造方法分 干法、湿法
➢ 按结构分 单层PP、PE 双层PP、PE 三层PP/PE/PP
制造方法 代表厂家
单向拉伸法
日本宇部 深圳星源 台湾高银
干法 吹膜法 美国Celgard
双向拉伸法
新乡格瑞恩 桂林新时
湿法
日本：Asahi，Tonen， Nitto，三井 美国：Entek 韩国：Wide、W-Able、 SK、W-scope 中国：佛山金辉
两种不同的极板在均相或者 异相的介质中，由于存在并 产生的电势差，在外加负载 的驱动下，发生氧化还原反 应，内部电流的移动产生电 流。如果电化学反应可以逆
超详细的锂电池知识介绍
超详细的锂电池知识介绍目录一、锂电池基础知识 (3)1.1 电池的基本概念 (4)1.2 锂电池的历史与发展 (5)二、锂电池的工作原理 (7)2.1 锂电池的化学原理 (8)2.2 锂电池的工作过程 (10)三、锂电池的结构与材料 (11)3.1 锂电池的基本结构 (12)3.2 锂电池的关键材料 (13)四、锂电池的性能特点 (15)4.1 锂电池的能量密度 (17)4.2 锂电池的功率密度 (18)4.3 锂电池的循环寿命 (19)五、锂电池的应用领域 (21)5.1 锂电池在手机领域的应用 (22)5.2 锂电池在笔记本电脑领域的应用 (23)5.3 锂电池在电动汽车领域的应用 (25)5.4 锂电池在储能系统领域的应用 (27)六、锂电池的制造工艺 (29)6.1 锂电池的制造流程 (31)6.2 锂电池的生产设备 (32)6.3 锂电池的质量控制 (33)七、锂电池的回收与再生 (35)7.1 锂电池的回收方法 (36)7.2 锂电池的再生技术 (37)7.3 锂电池回收再利用的意义 (39)八、锂电池的未来发展趋势 (40)8.2 锂电池的市场前景 (43)8.3 锂电池的环境挑战 (44)九、锂电池的安全问题及应对措施 (45)9.1 锂电池的安全隐患 (46)9.2 锂电池的安全防护措施 (48)9.3 锂电池的安全标准与规范 (49)十、锂电池的标准化与政策法规 (51)10.1 锂电池的标准化组织 (52)10.2 锂电池的政策法规 (53)10.3 锂电池产业的政策支持与监管 (54)一、锂电池基础知识电池种类：锂电池是一种依靠锂离子在正极和负极之间移动来进行储能和释放能量的电化学设备。
根据不同的分类标准，锂电池可以分为锂离子电池、锂聚合物电池、锂铁磷电池、锂铁锰电池等。
工作原理：锂电池的工作原理基于锂离子的嵌入和脱嵌过程。
在充电过程中，锂离子从正极材料中脱出，经过电解质传输至负极，然后嵌入负极材料；在放电过程中，锂离子从负极中脱出，经过电解质传输至正极，然后嵌入正极材料。
锂电池的一些基本知识
一、电池的化学知识物质发生化学反应的种类有多种，其中一种是氧化还原反应，在这种反应中，实际是电子在反应物中的转移过程。
通常把提供电子的物质叫还原剂，接受电子的物质叫氧化剂。
在电池体系里，一般把这些还原剂或氧化剂统一称作活性物质，活性物质在电池体系中发生的氧化还原反应就是电池反应。
原剂或氧化剂和导电骨架加工在一起，便成了电极，其中，还原剂电极发生电池反应时是失去电子，叫负极，而由氧化剂组成的电极在反应中则得到电子，叫正极，对于可充电的电池，正极又叫阴极，负极又叫阳极。
当电极插入到相关的溶液时，便获得了一电势，一般称为电极电位.正极，负极处于一相同溶液体系之下是否有电位差，是能否发生电池反应的必要条件。
1.1. 电池的工作原理和分类电池是将物质的化学能转变成电能的一种装置。
电池工作时，负极（阳极）发生化学反应，给出电子，电子通过外部电子通道传到正极（阴极）并被其消耗，就这样，电池工作时，电子会源源不断的从负极（阳极）跑出来，通过外部电路到达正极（阴极），直到两电极中某一方被消耗完，电子才会停止转移。
电子的定向流动便成为电流，最终获得电能。
1.2. 电池的组成要使电池能连续工作，必需包含以下部分：电极，电解质，隔离物以及电池外壳。
1.2.1 电极一般由活性物质和导电骨架组成，如前所述，又分为正（阴）极和负（阳）极，是电池的核心部分，是电池产生电能的源泉，通过两极上活性物质和化学变化使化学能转变为电能，导电骨架主要起着传导电子和支撑活性物质的作用，又叫集流体。
1.2.2 电解质的一般作用是完成电池放电时的离子导电过程。
电池工作时，负极提供的电子通过电池体系的外部电路到达正极从而提供电能，要实现这个能量转换过程，还必需要有一个内部离子导电过程以完成电流回路。
离子的正向移动产生电流，电解质的导电就是通过其内部体系的离子迁移从而实施离子导电。
1.2.3 隔离物能常是指置于电池正负极之间的材料，其作用是阻止正、负极活性材料的直接接触，防止电池的内部短路，并能阻挡两极粉状物质的透过。
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锂离子电池基础知识
主讲： 研发中心制作
教程大纲
电池分类（10min) 锂离子电池之电化学反应机理 (20min) 锂离子电池之应用领域（5min) 锂离子电池之结构(20min) 液态锂离子电池之工艺流程(30min) 液态锂离子电池之生产设备(15min) 锂离子电池之性能指标 (20min) 锂离子电池质量认证（10min)
正极基体：铝箔（约0.020mm厚)
正极集流体：铝带（约0.1mm厚）
锂离子电池结构——负极
负极集流体：镍带（约0.07mm厚）
负极基体：铜箔（约0.015mm厚)
负极物质：石墨+CMC+SBR
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
液态锂离子电池性能
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
容量
电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容 量，以符号C表示。常用的单位为安培小时，简称安
时（Ah）或毫安时（mAh）。
电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。
负极 活性物质（石墨、MCMB) 粘合剂、溶剂、基体
隔膜（PP+PE） 电解液（LiPF6 + DMC EC EMC) 外壳五金件（铝壳、盖板、极耳、绝缘片）
方（角）形锂离子电池结构图
圆柱形锂离子电池结构图
软包装锂离子电池结构图
锂离子电池结构——正极
正极物质：钴酸锂+导电剂+PVDF
电池种类划分
一次电池 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
什么叫锂离子电池？
锂离子电池是指Li+ 嵌入化合物为正、负极的二次电池。 正极采用锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 或LiXMnO2 负极采用锂-碳层间化合物LiXC6。 电解质为溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液。 在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象
负极拉浆
拉浆工艺流程
正、负极浆料 送带 上浆 烘烤 收带
正、负极裁片
裁片工艺流程
正极裁大片 正极刮粉 正极片辊切 正极称重分档
正极制片
负极裁大片 负极刮粉 负极吸尘 负极片辊切 负极称重分档
负极制片
制片工艺流程
正极真空烘烤 正极吸尘 正极片辊压 正极焊极耳 正极贴胶纸 正极吸尘
卷绕
负极真空烘烤 负极片辊压 负极焊极耳 负极贴胶纸 负极冲压极耳 负极吸尘
理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得 的最高理论值。为了比较不同系列的电池，常用比容 量的概念，即单位体积或单位质量电池所能给出的理 论电量，单位为Ah/kg（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。
实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它 等于放电电流与放电时间的乘积，单位为 Ah，其值
卷绕
卷绕工艺流程
正、负极片
隔膜
配片
隔膜裁剪 卷绕
测短路
压芯 贴底部胶纸
套绝缘片并固定
入壳
底部超声焊
铝镍复合带
负、正极极耳点焊
离心入壳
压盖帽
测短路
激光焊
激光焊工艺流程
上夹具 激光焊接 全检内阻
全检气密性
称重分级 注液
注液工艺流程
真空烘烤 注液 贴胶纸 称重 擦洗 包纸巾 化成
化成工艺流程
高温烘烤
小于理论容量。
额定容量也叫保证容量，是按国家或有关部门颁布的 标准，保证电池在一定的放电条件下应该放出的最低 限度的容量。
电压
开路电压 电池在开路状态下的端电压称为开路电
压。电池的开路电压等于电池的正极的还原 电极电势与负极电极电势之差。 工作电压
工作电压指电池接通负载后在放电过程 中显示的电压，又称放电电压。在电池放电 初始的工作电压称为初始电压。
水分（卡尔费休法） ≤20ppm
游离酸（以HF计） ≤50ppm
电导率（25℃）
10.4±0.5 ms／cm
液态锂离子电池生产工艺流程
配料
拉浆
裁片
制片
化成
注液
激光焊
卷绕
检测包装
配料工艺流程
正极 正极干粉处理 正极混干粉 正极真空搅拌 正极筛浆料
正极拉浆
负极 负极干粉处理 负极筛粉 负极搅拌 负极筛浆料 负极真空搅拌
的称为“摇椅电池”。 充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富 锂状态。 放电时则相反。
锂离子电池电化学反应机理
正极反应：LiCoO2==== Li1-xCoO2 + xLi+ + xe
负极反应： 6C + xLi+ + xe- === LixC6
电池总反应： LiCoO2 + 6C ==== Li1-xCoO2 + LixC6
电池在接通负载后，由于欧姆电阻和极 化过电位的存在，电池的工作电压低于开路 电压。
内阻
电流通过电池内部时受到阻力，使电池的电压降低， 此阻力称为电池的内阻。
电池的内阻不是常数，在放电过程中随时间不断变化， 因为活性物质的组成、电解液浓度和温度都在不断地 改变。
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/cm3 1.23±0.03
放电时发生上述反应的 逆反应。
锂离子电池特点
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 应用领域
Li-ion Battery
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
压钢珠
化成 自检电压
抽真空
清洗 高温贮存 铝镍复合片点焊
测电压、贴不干胶，半成品入库
检测包装工艺流程
充电 放电 反充电 清洗
全检电压 全检内阻 全检尺寸 装盒、包装
客户
液态锂离子电池生产所用设备
真空搅拌机 拉浆机（涂布机） 裁切机 辊压机 卷绕机 激光焊机 真空注液机 化成检测柜