锂电池分类、结构与工作原理
锂离子电池原理介绍课件.pptx
➢充电要求：额定电流1C/3，最大持续90A，峰值200A（30S）。
2024/10/9
1.2放电原理
➢ 锂电池充电原理：当电池放电时，形成阳极的碳材料中的锂离子经 过隔膜移动到阴极材料（锂化合物）中，一个放电电流过。。
放电正极上发生的反应为 Li1-xFePO4+ xLi ++ xe- →LiFePO4 放电负极上发生的反应为
2.3负极
➢负极——活性物质为石墨，或近似石墨结构的碳，导 电集流体使用厚度7-15微米的电解铜箔。
三、锂电池分类
圆柱离子电池
方形锂离子电池
软包离子电池
锂离子电池
纽扣锂离子电池
2024方法：按电池外观尺寸宽、厚、长 1、圆柱型18650型号，就是指电芯直径18mm长65mm。 2、方形锂离子383450型号，就是指电芯实体部分宽34mm厚3.8mm长50mm。 3、聚合物（软包）383450型号，就是指电芯实体部分宽34mm厚3.8mm长50mm。
3.8mm 18m m
65m m
圆柱型18650电芯 2024/10/9
50mm
34mm
方形锂离子383450电芯
50mm
34mm
3.8mm
聚合物（软包）383450
四、锂电池特性
A B C
D
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过充电危险：过充超过电池电压上限，会 导致电池内部温度过高，会引起电池燃烧 爆炸。 过。放电危险：锂电池内部存储电能是靠电 化学一种可逆的化学变化实现的，过度的 放电会导致这种化学变化有不可逆的反应 发生，因此锂电池最怕过放电，一旦放电 电压低于2.7V，将可能导致电池报废。
任务二-磷酸铁锂和三元锂电池的构造与原理
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（５）绿色环保。磷酸铁锂 电池正极材料中不含贵重金属和 稀有金属，所以磷酸铁锂电池 绿色环保，无毒、无污染。
（６）容量大。磷酸铁锂电池 的能量密度大约是铅酸蓄电池的３ ～４倍，是镍镉电池的２．５倍。
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６．成本
（１）磷酸铁锂电池的化学 结构稳定，具有更长的充放电寿 命，且价格更便宜，适合大部分 对续航要求适中，但对电池循环 寿命要求更高，以及对整车价格 更敏感的消费者。
（２）三元锂电池对用车环境多 样，尤其是低温地区的消费者较为 友好，且充电速度会更快，续航更 长，能量密度更高，适合经常长途 自驾或对极限性能有要求的消费者 。
任务二 磷酸铁锂和三元锂电池的构
造与原理
任务导入
李先生在所在的城市限号政策发布后，得知新能源汽车 不受限制，所以准备购买一辆新能源汽车作为交通工具。经 朋友推荐，他准备购买一辆特斯拉Ｍｏｄｅｌ３，可是在２ ０２２款后轮驱动版和２０２２款全轮驱动版如何选择方面 犯了难。
情景引入
特斯拉 Ｍｏｄｅｌ３车型两种配置最 大的区别是电机和电池的不同。前者搭载的 是后置永磁同步电机和磷酸铁锂电池，后者 搭载的是前置感应电机与后置永磁电机的双 电机和三元锂电池。
图１-１２ 三元锂电池外观
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三元锂电池正极材料以镍盐、钴盐和锰盐为原料，其中镍、钴、锰的比例可以根据 实际需要调整。三元锂电池正极各部分材料性能如图１-１３所示。
图１-１３ 三元锂电池正极各部分材料性能
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１．三元锂电池的优势
（１）电压平台高。电压平台 是表征电池能量密度的重要指标 ，决定着电池的基本效能和成本 。
锂电池性能介绍(金典版)
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聚合物锂离子电池的负极对比图
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由于石墨系的重量能量密度较高且材料本身的结构具有较高的规则性，所以 第一次放电的不可逆电容量会较低，另外石墨系负极材料具有平稳工作电压 作用，对电子产品的使用和充电器的设计较具优势。而另一种类的焦炭系与 碳黑系﹝carbon black﹞的负极材料在第一次充放电反应的不可逆电容量很高， 但是此材料可以在较高的C- rate下作充放电，另外此材料的放电曲线较斜， 有利于使用电压来监控电池容量的消耗。
4） 正极集流体：能够将正极活性材料的电能收集并输送到极 耳进而输送到电池外部的材料，主要为铝箔、铝网。
2 负极材料可分为以下几种： 1） 负极活性材料：能够提供能量的材料，一般为石墨类、锂 金属、氧化锡等材料。 人 造 石 墨 人 造 石 墨 天然石墨 MCMB BF 372mA 372mA 理论容量 372mAh/g h/g h/g 300mA 350mA 实际容量 300 mAh/g h/g h/g
锂离子电池电芯的主要材料及结构
一） 正负极 1 正极材料可分为以下几种： 1） 正极活性材料：能够提供能量的材料，一般为钴酸锂、 锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂等。 LiCoO2 LiMn2O4 LiNiO2 148mAh/g 180mAh/g 理论容量 274mAh/g 110mAh/g 165mAh/g 实际容量 140 mAh/g 2） 正极导电材料： 能够提高正极活性材料导电能力的材料， 一般为碳黑类材料，本身不提供能量。 3） 正极粘接材料： 能够将正极活性材料与集流体紧密粘接 的材料，一般为聚偏氟乙烯类材料，本身不提供能量。
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二）电芯结构 1 正极极片：将正极材料涂覆在铝箔上，然后冲切成型。 2 负极极片：将负极材料涂覆极材料 正极材料
锂电池的结构及其工作原理
锂电池的结构及其工作原理随着科技的不断发展，电子产品不断更新换代，电池也成为人们生活中必不可少的能源。
锂电池作为一种高效、环保、长寿命的电池，越来越受到人们的青睐。
本文将介绍锂电池的结构及其工作原理。
一、锂电池的结构锂电池是由正极、负极、隔膜和电解液组成的。
正极材料是锂化合物，如LiCoO2、LiMn2O4等；负极材料是碳材料，如石墨等；隔膜是一种防止正负极直接接触的材料，一般使用聚烯烃或聚酰亚胺等高分子材料；电解液是一种含有锂盐和有机溶剂的液体。
二、锂电池的工作原理锂电池的工作原理是通过正极和负极之间的化学反应来产生电能。
当锂离子从正极材料LiCoO2中脱离出来，进入电解液中，通过隔膜到达负极材料石墨上，与石墨中的碳原子结合成LiC6，释放出电子，形成电流。
当电池充电时，电流反向流动，将锂离子从石墨中释放出来，回到正极材料LiCoO2中，完成充电过程。
锂电池的充放电过程涉及到电化学反应，其反应方程式如下：放电：LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-充电：Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- → LiCoO2其中，x代表锂离子的插入和脱离程度，一般在0<x<1之间变化。
三、锂电池的优缺点锂电池作为一种新型的电池，具有以下优点：1、高能量密度：锂电池的能量密度比其他电池高，可以提供更长的使用时间。
2、长寿命：锂电池的寿命比其他电池长，可以进行更多的充放电循环。
3、无记忆效应：锂电池没有记忆效应，可以随时充电。
4、环保：锂电池没有污染物排放，对环境友好。
但锂电池也有一些缺点：1、成本高：锂电池的生产成本比其他电池高。
2、安全性差：锂电池在充放电过程中会产生热量，如果不合理使用，容易引起安全事故。
3、容量衰减：锂电池在使用过程中容量会逐渐衰减。
四、锂电池的应用锂电池已经广泛应用于移动通信、数码产品、电动工具、电动汽车等领域。
由于其高能量密度、长寿命、环保等优点，锂电池将会成为未来电池领域的主流产品。
锂电池的结构和工作原理
锂电池的结构和工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊锂电池，这玩意儿可真是了不起呢！你看啊，锂电池就像一个小小的能量宝库。
它主要由几个部分组成，就好像一个小团队一样。
正极呢，就像是冲锋在前的勇士，负责把电流送出去；负极呢，那就是接收电流的大本营啦；还有隔膜，就像是一道神奇的屏障，把正负极隔开，免得它们瞎捣乱。
而电解液呢，就像是团队里的润滑剂，让一切都能顺畅地运作起来。
那锂电池是怎么工作的呢？嘿嘿，这就有意思啦！就好比一场接力比赛。
正极这个“大力士”把电子这个“小不点”使劲往外推，电子就顺着电路开始奔跑啦。
跑着跑着就到了负极，负极呢就把电子给接住啦。
然后呢，在这个过程中，电流就产生啦，我们的各种电子设备就能用上电啦！这是不是很神奇呀？咱再想想，要是没有锂电池，那我们的手机、电脑啥的可咋办呀？那不就跟断了翅膀的鸟儿一样，没法飞啦！所以说锂电池可太重要啦。
你说锂电池这东西咋就这么厉害呢？它小小的身体里居然能蕴藏着那么大的能量。
就好像一个小不点儿能扛起千斤重担一样！而且它还特别耐用，充一次电就能让我们用好长时间。
这就好比一个勤劳的小蜜蜂，不停地给我们提供甜蜜的能量。
你知道吗，锂电池在我们生活中的应用那可真是广泛得很呐！从我们每天不离手的手机，到那些厉害的电动汽车，都有它的身影呢。
它就像是一个无处不在的小精灵，默默地为我们服务着。
而且啊，随着科技的不断进步，锂电池也在不断地进化呢！它变得越来越厉害，容量越来越大，使用起来也越来越方便。
这就好像一个不断成长的孩子，越来越有本事啦！哎呀呀，真的是不得不感叹科技的力量呀！锂电池就是科技送给我们的一份大礼。
它让我们的生活变得更加便利，更加丰富多彩。
所以啊，我们可得好好珍惜锂电池，好好利用它带给我们的便利。
让我们一起为锂电池点个赞吧！也期待着它在未来能给我们带来更多的惊喜和奇迹！怎么样，朋友们，是不是对锂电池有了更深的了解呀？。
锂电池pack培训资料
企业应对锂电池Pack的采购和供应链进行管理， 确保供应商具备相应的资质和认证，以及产品的 质量和安全性得到保障。
THANKS
谢谢您的观看
合规标签和标识
企业应在锂电池Pack上加贴合规标签和标识，包 括产品名称、型号、电压、容量等信息，以便客 户和使用者能够正确使用和维护电池。
合规检测与认证
企业应按照相关法规和标准进行锂电池Pack的检 测和认证，确保产品的安全、环保等方面符合要 求。同时，应保留检测报告和认证证书，以便在 需要时提供给客户或监管机构查阅。
锂电池分类
锂电池分为圆柱形、方形和软包三 种类型，每种类型都有不同的应用 场景和优缺点。
Pack组装过程中的安全防护
准备工作
在进行Pack组装前，需确保工作 环境整洁、干燥，并佩戴相应的 防护用品，如防护手套、防护眼
镜等。
组装流程
Pack组装过程中，需严格遵守操 作规程，避免出现短路、过充等
危险情况。
锂电池的组成结构
电池壳体
由金属材料制成，包括正 负极触点、热敏元件等。
电池芯体
由正负极材料、隔膜、电 解液等组成。
电池管理系统
包括电池保护板、温度传 感器、电量计等，用于监 测和管理电池的工作状态 。
02
Pack组装工艺及设备
组装工艺介绍
锂电池Pack组装工艺流程
01
包括电芯分选、电池模组组装、电池组堆叠、电池组测试等步
电芯组装成电池模组。
电池组堆叠设备
用于将多个电池模组堆叠在一 起，形成锂电池Pack。
电池组测试设备
用于对锂电池Pack进行性能 测试和安全检测，以确保其符
合质量要求。
组装过程中的质量控制
2024年磷酸铁锂电池PPT课件
二次过压 保护
PACK-
AFE (保护控制) SCL
SDA
Gas guage (电量计)
SMBC SMBD
三端可控 FUSE
PACK+ 21
NB电池原理图
22
此电路图有四大模块：模拟前端控制AFE BZ29330—实现 常规的一次保护； gas gauge IC BQ20Z90--可精确监测阻 抗改变或由电池老化、温度以及循环模式造成的电阻， 从而准确预计双节池组、三节电池组和四节电池组的运 行时间；MOS模块—开关作用；二次保护—电池包过压 保护/三端可控FUSE及NTC温度保护等
电解质材料不同及工艺上的差异使电池有不同的性能，并且有不同的名称。
目前市场上的锂离子电池正极材料主要是氧化钴锂（LiCoO2），另外还有
少数采用氧化锰锂(LiMn2O4)及氧化镍锂(LiNiO2)作正极材料的锂离子电池，
一般将后两种正极材料的锂离子电池称为“锂锰电池”及“锂镍电池”。
新开发的磷酸铁锂动力电池是用磷酸铁锂（LiFePO4）材料作电池正极的锂
最好； 4.极好的循环寿命，经500次循环，其放电容量仍大于95%； 5.过放电到零伏也无损坏； 6.可快速充电； 7.低成本； 8.对环境无污染。
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三. LiFePO4电池的应用
磷酸铁锂动力电池的应用 1. 大型电动车辆：公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等； 2. 轻型电动车：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁 车、电动轮椅等； 3. 电动工具：电钻、电锯、割草机等； 4. 遥控汽车、船、飞机等玩具； 5. 太阳能及风力发电的储能设备； 6. UPS及应急灯、警示灯及矿灯(安全性最好)； 7. 替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池（尺寸完 全相同）； 8. 小型医疗仪器设备及便携式仪器等。
高一化学锂电池原理知识点
高一化学锂电池原理知识点锂电池是一种常见的充电电池，广泛应用于电子设备中。
本文将介绍高一化学课程中与锂电池原理相关的知识点。
1. 锂电池的基本结构锂电池由锂离子（Li+）载体、负极（锂金属或锂化合物）、正极（锂化合物）、电解质和隔膜组成。
其中，负极材料通常为石墨，正极材料则可以是氧化钴、磷酸铁锂等。
2. 锂电池的工作原理锂电池工作的基本原理是离子在正负极之间的迁移和化学反应。
充放电过程中，锂离子从正极经电解质移动到负极，同时伴随着正负极材料的化学反应，完成电能的转换。
3. 锂电池的充电过程在充电过程中，外部电源提供电能，电流流入正极，使得正极中的锂离子氧化成钴离子。
同时，负极中被锂离子还原的金属钴（或其他负极材料）释放出电子，电子流经外部电路到达正极，完成充电过程。
4. 锂电池的放电过程在放电过程中，锂电池供应电能，电流从正极流向负极。
此时，负极中的锂离子被氧化成金属钴（或其他负极材料），同时放出电子，电子通过电路到达正极，完成放电过程。
5. 锂电池的反应方程式充电过程的反应方程式为：LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-放电过程的反应方程式为：Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- → LiCoO26. 锂电池的电压和容量锂电池的电压与正负极材料以及电解质的选择有关。
一般来说，单个锂电池的额定电压为3.7伏特。
同时，电池的容量表示电池能储存的电荷量，单位为安时（Ah）。
7. 锂电池的优缺点锂电池具有高能量密度、良好的循环寿命和自放电特性，以及无污染、体积小、重量轻的优点，因此被广泛应用于各类便携式电子设备。
然而，由于锂电池采用的是可燃电解液，存在着过充、过放和高温等安全风险。
8. 锂电池的分类根据电解质的不同，锂电池可分为液态锂电池和固态锂电池两大类。
液态锂电池主要有锂离子电池和锂聚合物电池；固态锂电池则是一种新型锂电池技术，具有更高的安全性和更长的使用寿命。
9. 锂电池的发展前景随着电动汽车等新兴市场的快速发展，锂电池的需求逐渐增加。
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锂电池原理
锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳．常
见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出
锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中．放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，
重新和正极的化合物结合．锂离子的移动产生了电流．
锂电池的种类
1、根据锂电池所用电解质材料不同分类
可以分为液态锂电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和聚合物锂电池
(polymer lithium ion battery, 简称为LIP)两大类。聚合物锂电池所用的正负极材料与
液态锂都是相同的，电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同, 锂电
池使用的是液体电解质, 而聚合物锂电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以
是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。聚合物锂电池可分
为三类：
（1）固体聚合物电解质锂电池。电解质为聚合物与盐的混合物，这种电池在常
温下的离子电导率低，适于高温使用。
（2）凝胶聚合物电解质锂电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，
从而提高离子电导率，使电池可在常温下使用。
（3）聚合物正极材料的锂电池。采用导电聚合物作为正极材料，其能量是现有
锂电池的3倍，是最新一代的锂电池。由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂电池相
比，聚合物锂电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，也不会产生漏液与燃烧
爆炸等安全上的问题，因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而可以提高整个电池的容
量；聚合物锂电池还可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂电池提
高50％以上。此外,聚合物锂电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂电池有所提高。
基于以上优点，聚合物锂电池被誉为下一代锂电池。
2、按充电方式分类
按充电方式可分为不可充电的及可充电的两类。不可充电的电池称为一次性电
池，它只能将化学能一次性地转化为电能，不能将电能还原回化学能（或者还原性能极差）。
而可充电的电池称为二次性电池（也称为蓄电池）。它能将电能转变成化学能储存起来，在
使用时，再将化学能转换成电能，它是可逆的。
（1）不可充电的锂电池有多种，目前常用的有锂－二氧化锰电池、锂—亚硫酰
氯电池及锂和其它化合物电池。
（2）可充电的锂电池有多种，如锂-钒氧化物电池，锂电池及国外新开发的锂-
聚合物电池等。可充电锂电池是目前手机中应用最广泛的电池，但它较为“娇气”，在使用
中不可过充、过放（会损坏电池或使之报废）。因此，在电池上有保护元器件或保护电路以
防止昂贵的电池损坏。锂电池充电要求很高，要保证终止电压精度在 1%之内，目前各大半
导体器件厂已开发出多种锂电池充电的 ic，以保证安全、可靠、快速地充电。
3、按锂电池外型分类
有方型锂电（如常用的手机电池电芯）和柱形（如18650、18500等等....）。
4、按锂电池外包材料分类
铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池。
5、按锂电池从正负极材料（添加剂）分类
钴酸锂(LiCoO2)电池、锰酸锂，磷酸铁锂电池，一次性二氧化锰锂电池。
锂离子电池主要结构成分
●正极材料（钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴酸锂等及其混合物）
●负极材料（人造石墨、改性天然石墨等）
●隔膜材料（聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或两者的复合膜）
●电解液（EC、PC、DEC、DMC、EMC等溶剂和六氟磷酸锂配成的溶液）
● 正负极端子（正负极耳）
● 外壳（钢壳、铝壳、铝塑膜）