锂离子电池全面介绍
常见的锂离子电池的类型
常见的锂离子电池的类型锂离子电池是目前最常见的电池类型之一，广泛应用于各个领域。
本文将介绍几种常见的锂离子电池类型及其特点。
一、锂离子聚合物电池（Li-polymer）锂离子聚合物电池是一种采用聚合物电解质的锂离子电池。
相比传统的液态电解质电池，聚合物电池具有更高的能量密度、更低的自放电率和更长的寿命。
聚合物电解质可以采用柔性薄膜形式，使得电池可以制成各种形状和尺寸，适用于各种电子设备。
二、锂离子磷酸铁锂电池（LiFePO4）锂离子磷酸铁锂电池是一种采用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池。
相比传统的锂离子电池，磷酸铁锂电池具有更高的安全性、更长的循环寿命和更好的高温性能。
它被广泛应用于电动汽车、储能系统等领域。
三、锂离子三元材料电池（NMC）锂离子三元材料电池是一种采用锂镍锰钴酸作为正极材料的锂离子电池。
三元材料电池具有较高的能量密度、较长的寿命和较好的安全性能。
它被广泛应用于电动工具、电子设备等领域。
四、锂离子钴酸锂电池（LiCoO2）锂离子钴酸锂电池是一种采用钴酸锂作为正极材料的锂离子电池。
它具有较高的能量密度和较好的放电性能，但钴金属的成本较高。
锂离子钴酸锂电池广泛应用于移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备。
五、锂离子锰酸锂电池（LiMn2O4）锂离子锰酸锂电池是一种采用锰酸锂作为正极材料的锂离子电池。
它具有较高的放电性能和较低的成本，但循环寿命相对较短。
锂离子锰酸锂电池主要应用于低功率设备、电动自行车等领域。
六、锂离子硫化物电池（Li-S）锂离子硫化物电池是一种采用硫化物作为正极材料的锂离子电池。
它具有较高的能量密度和较低的成本，但硫化物正极材料在循环过程中会发生体积变化，导致电池寿命下降。
锂离子硫化物电池被认为是下一代锂离子电池的候选技术，具有很大的发展潜力。
总结起来，锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电率低等优点，因此被广泛应用于各个领域。
不同类型的锂离子电池在正极材料、电解液、电池结构等方面存在差异，适用于不同的应用场景。
简述锂离子电池的优点
简述锂离子电池的优点介绍锂离子电池锂离子电池是一种常用的可充电电池，其通过锂离子在正负极之间的往返转移来实现储存和释放电能。
它具有很多优点，使得它成为目前最广泛使用的电池技术之一。
高能量密度•锂离子电池具有高能量密度，意味着它可以存储更多的电能。
这使得它非常适合用于移动设备，如智能手机、笔记本电脑和电动车。
高能量密度意味着设备可以更长时间地工作，而不需要频繁充电。
长寿命•锂离子电池具有较长的使用寿命。
它们通常可以经受数百到数千次的充放电循环，而仍然能保持高容量。
这使得锂离子电池成为可靠的能源储备选择。
此外，锂离子电池的自放电率非常低，即使在长时间不使用时，也能保持较长时间的电荷。
快速充电速度•锂离子电池具有较短的充电时间。
相比其他可充电电池，锂离子电池可以在相对较短的时间内达到较高的充电水平。
这对于用户来说是非常方便的，可以在短时间内重新使用他们的设备。
低自放电率•一个显著的优点是锂离子电池的自放电率很低。
这意味着即使你暂时不使用电池，它也会保持电荷状态相对长时间。
相比于其他电池类型，锂离子电池拥有更长的储存时间，这使得它们特别适用于备用电源和紧急情况。
环保友好•锂离子电池是一种环保友好的电池技术。
相比传统的一次性碱性电池，锂离子电池可以重复使用，并且无需频繁更换。
这减少了电池废弃物的排放，有利于环境保护。
轻便易携带•锂离子电池具有较轻的重量和较小的体积。
这使得它们成为很多移动设备的理想能源选择。
相比其他电池技术，锂离子电池带来更轻巧的设备设计和更好的便携性。
高效能源转换•锂离子电池具有较高的能源转换效率。
它们能够将电能转换为可用能源的百分比较高，这意味着它们能够更有效地利用储存的能量。
这使得锂离子电池成为可靠的能源选择，尤其是对于需要长时间使用能量密集型设备的用户。
安全性•锂离子电池具有较高的安全性。
通过采用先进的保护措施和控制系统，锂离子电池可以避免过充、过放和过载等问题。
这使得锂离子电池在使用过程中更加稳定和可靠，降低了火灾和爆炸的风险。
锂离子电池介绍
3 锂离子电池产业链
中国锂离子电池产量：
3 锂离子电池产业链
2016年动力电池市场份额：
3 锂离子电池产业链
• 五、航天军工电源 • 1.大型舰船类动力电源（航线、战船、大型邮轮、货轮等) • 2.航空飞行器所用动力电源(大型民航客机、商务飞机、直升机、战斗机 等飞行器具所用动力电源) • 3.航天载具动力电源系统(航天飞机、卫星、火箭、导弹等) • 4.军用装甲车，民用大型挖掘器械所用动力电源(坦克、装甲车、军用大 型装甲车辆、民用大型挖掘器械、大型吊车等)
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报告人：肖益帆
2 锂离子电池性能指标
充电效率和放电效率： 充电效率是指电池在充电过程中所消耗的电能转化成电池所能储存的化学能程度的量度。主要受电
池工艺、配方及电池的工作环境温度影响，一般环境温度越高，则充电效率越低。 放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与电池的额定容量之比，主要
受放电倍率，环境温度，内阻等因素影响，一般情况下，放电倍率越高，则放电效率越低。温度越低， 放电效率越低。 自放电率：
分散剂（如NMP）、极耳、铝塑膜等。 • 电池成本分布如右图：
主要企业有：中信国安、宁波容百锂电 （金和锂电）、杉杉股份、江苏国泰、 贝特瑞、当升科技、天齐锂业、湖南中 科星城石墨、湖南中锂、新乡中科、星 原材质、惠强、新宙邦、天赐、国泰华 荣、北化所、香河昆仑、湖北中一等。
3 锂离子电池产业链
2014-2018年中国锂电正极材料产量及预测(单位：万吨)
锂离子电池介绍
如果发现锂离子电池膨胀，应立即停止使用 该电池，因为这可能是电池内部短路或过充 的迹象，可能导致爆炸或火灾等安全问题。
电池的保养与维护
定期检查
定期检查锂离子电池的外观、连接和性能，以确保电池正常工作 并避免潜在的安全问题。
清洁
使用干燥的布或纸巾清洁锂离子电池的表面，以去除灰尘和污垢， 保持电池外观整洁并确保散热良好。
电池检测与包装
对电池进行性能检测，确保其符合规格要求，并进行包 装。
生产设备与设施
材料混合设备
用于混合正负极材料和电解液的 设备。
涂布设备
用于将正负极材料涂布在金属箔 上的设备。
干燥设备
用于去除电极材料中的水分和气 体的设备。
检测与包装设备
用于对电池进行性能检测和包装 的设备。
注液与密封设备
用于将电解液注入电芯中并进行 密封的设备。
充电和存储
在充电和存储过程中，应遵循制造商的指示，确保锂离子电池得到 适当的充电和存储，以保持其性能和延长其寿命。
06
锂离子电池的发展趋势与未 来展望
技术创新与突破
固态电解质
固态电解质是下一代锂离子电池的关键技术，具有更高的 能量密度和安全性，能够解决现有锂离子电池的安全问题 和寿命问题。
锂硫电池
材料准备
根据电池规格和性能要求，选择合适的正负 极材料、电解液和隔膜。
涂布与碾压
将正负极材料涂布在金属箔上，并进行碾压， 以调整其厚度和密度。
干燥与除气
去除涂布后的电极材料中的水分和气体，以确保 电池性能稳定。
卷绕与组装
将正负极、隔膜和集流体等材料卷绕在一起，组成 电池的电芯。
注液与密封
将电解液注入电芯中，并进行密封，以形成完整 的电池结构。
锂离子电池的构造及原理
锂离子电池的构造及原理锂离子电池是一种能够将化学能转换为电能并用于电子设备的电池。
它的构造及原理相对简单，但这并不影响它成为了现代电子设备的主要能源来源。
本篇文章将会介绍锂离子电池的相关构造及原理，帮助读者更好地了解这种电池。
第一章：锂离子电池简介锂离子电池是一种高效、经济、环保且应用广泛的电池。
它采用了锂离子在正负极之间的迁移来储存化学能，并将其转换为电能。
随着技术的发展，锂离子电池在电动汽车、智能手机、笔记本电脑等领域都得到了广泛应用。
第二章：锂离子电池的构造锂离子电池的构造相对简单，但却是其性能表现的关键。
其主要构成部分包括正极、负极、电解液和隔膜。
2.1 正极锂离子电池的正极一般采用含有锂的金属氧化物，例如锂钴氧化物（LiCoO2）、锂铁磷酸铁（LiFePO4）、锂镍钴铝氧化物（LiNiCoAlO2）等。
这些物质的作用就是在电池放电时，释放出锂离子。
2.2 负极锂离子电池的负极一般采用石墨或者石墨化碳。
这些负极材料的作用就是吸收锂离子。
2.3 电解液电解液是将正负极隔开的一种物质。
一般来说，电解液是由一种或多种溶于有机溶剂中的锂盐组成的。
电解液发挥的作用是维持两种电极之间的电荷平衡。
2.4 隔膜隔膜是将正负极完全隔开的一层材料。
这种材料通常是由聚合物制成的。
隔膜的作用是让正负极在电流的作用下进行迁移，同时确保电池工作时不会短路。
第三章：锂离子电池的工作原理锂离子电池在充电和放电过程中都会发生化学反应。
下面分别介绍其充电和放电原理。
3.1 充电在充电过程中，正极放出锂离子，负极则接收这些离子。
同时，电荷通过电解液传输。
与此同时，充电器也会向电池输送电能，使这些锂离子逆向迁移，到达正极。
3.2 放电在放电过程中，则是相反的反应。
存储在正极的锂离子会流向负极，同时释放出能量。
这些锂离子通过电解液传输，在负极被吸收。
伴随这个过程，锂离子电池的电压下降。
第四章：锂离子电池的优势和不足锂离子电池的优势主要在于其高能量密度、长寿命、较小的自放电率以及易于维护。
锂离子电池基本知识
锂离子电池基本知识锂离子电池基本知识1、什么是Li-ion电池？Li-ion是锂电池发展而来。
所以在介绍Li-ion之前，先介绍锂电池。
举例来讲，以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。
锂电池的正极材料是锂金属，负极是碳。
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，达到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，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，又运动回正极。
回正极的锂离子越多，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。
在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。
Li-ion就像一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。
所以Li-ion又叫摇椅式电池。
2、Li-ion电池有哪几部分组成？（1）电池上下盖（2）正极——活性物质为氧化锂钴（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（分为钢壳和铝壳两种）3、Li-ion电池有哪些优点？哪些缺点？Li-ion具有以下优点：1）单体电池的工作电压高达3.6-3.8V：2）比能量大，目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L（2倍于Nl-Cd，1.5倍于Ni-MH）,未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L3）循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次.对于小电流放电的电器,电池的使用期限将倍增电器的竞争力.4）安全性能好,无公害,无记忆效应.作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd 电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题。
锂离子电池知识介绍
放电时则相反，锂离子从负极脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到正 极中。
二、锂离子电池工作原理
锂离子电池工作原理图
四、锂离子电池各组成部分工作原理说明
• 正极材料：
当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反 之。一般采用嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiNiO2、 LiMn2O4、LiFePO4 等，正极的作用就是提供锂源和存储锂离子。
• 负极材料：
做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物， 如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等 和金属氧化物，包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz等，负极的 作用就是存储从正极嵌入的锂离子。
四、锂离子电池各组成部分工作原理说明
• 电解液：
电解液的电解质为无机盐LiPF6，溶剂主要是一些有机物液体， PC（碳酸丙烯酯），EC（碳酸乙烯酯），DMC（碳酸二甲酯），DEC （碳酸二乙酯），EMC（碳酸甲乙酯）等。
随着技术及产品研究的深入，锂离子电池的应用范围将会进一步 扩大，将会遍及到我们生活中的各个领域。
锂电实验室 刘云峰
• 外壳：
电池组装完成后，放置到电池外壳中。 外壳类型有铝壳、钢壳、铝塑膜等。 外壳的作用就是能够安全、密封的存放电芯及电解液。
三、锂离子电池各组成部分工作原理说明
• 锂离子电池充电原理图
锂离子电池组装完成后，首先要对电池 进行充电激活，锂离子电池的充电过程 分三个阶段：预充电阶段；恒流充电阶 段；恒压充电阶段。预充电阶段是在电 池电压低于3V时，电池不能承受大电流 的充电，这时有必要以小电流对电池进 行浮充；恒流充电阶段，当电池电压达 到3V时，电池可以承受大电流的充电， 这时应以恒定的大电流充电，以使锂离 子快速均匀转移；恒压充电阶段，当电 池电压达到4.2V时，达到了电池承受电 压的极限，对电池进行进行恒压充电。
《锂离子电池介绍》课件
发展趋势
寻找高比容量、高稳定 性、低成本的负极材料
是当前的研究重点。
电解液
作用
电解液在锂离子电池中起到传 输锂离子的作用，是电池内部
电荷转移的媒介。
种类
主要包括有机电解液和无机电 解液。
性能特点
电解液的离子电导率、电化学 稳定性、闪点等对电池的安全 性能和使用寿命有重要影响。
发展趋势
安全问题
锂离子电池在过充、过放、高温等条件下可能发生燃烧或爆炸，对使用者和环境造成威 胁。
解决方法
采用高安全性的材料，如阻燃电解质和高温稳定的正负极材料。同时，加强电池管理系 统，防止电池过充和过放，并实时监测电池温度和电压，确保电池在安全范围内工作。
锂离子电池的回收与再利用问题
回收与再利用问题
随着锂离子电池的大规模应用，废旧电池的处理和资源回收成为了一个重要的问题。
锂离子电池的种类
圆柱形锂离子电池
常见于电子产品，如手机、笔记本电 脑等。
方形锂离子电池
扣式锂离子电池
常用于小型电子设备，如手表、计算 器等。
适用于电动汽车、储能系统等领域。
锂离子电池的应用领域
01
02
03
电子产品
由于其高能量密度和较长 的使用寿命，锂离子电池 广泛应用于手机、笔记本 电脑等电子产品。
开发新型电解液体系以提高电 池性能和安全性是当前的研究
重点。
隔膜
作用
隔膜在锂离子电池中起到隔离正负极，防止 短路的作用，同时允许锂离子的通过。
性能特点
隔膜的孔径、孔隙率、透气性等对电池的充 放电性能和使用寿命有重要影响。
种类
主要包括聚烯烃隔膜和聚酯隔膜等。
发展趋势
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
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锂离子电池全面介绍
Cd-Ni、MH-Ni、锂离子电池性能比较
无
锂离子电池全面介绍
锂离子二次电池的发展
自90年代日本索尼公司开发成功以来，锂离 子电池迅速向产业化发展，并在移动电话、摄像 机、笔记本电脑等便携式电器上大量应用。
移动电话占43%的市场份额，笔记本电脑占41%，摄 影机占7%，小型光碟机(MD)4%，个人数码助理占2%，数 码相机1%。1994年索尼公司锂离子电池月产量达到200 万只，1996年全世界锂离子电池年产量1.2亿只，占充 电电池市场的三分之一。世界锂离子电池的生产前几年 几乎被日本人垄断，1998年日本锂离子电池的生产能力 就已达到4亿只／年。
锂离子电池全面介绍
锂离子电池全面介绍
锂离子电池全面介绍
锂离子电池全面介绍
尖晶石LiMn2O4
优点： ①锰资源丰富（约50亿吨），廉价，材料成本约为LiCoO2的1/10； ②耐过充性能及电池安全性能好。
锂离子电池全面介绍
尖晶石LiMn2O4
问题： ①循环性差（特别在45℃以上的高温下）：锰的溶
MBI、LG 化学、力神、NEC、Maxell 则属 于第三集团。TOP10 制造商月产都在550 万以 上。
锂离子电池全面介绍
2005 年全球锂离子二次电池厂商产出结构
锂离子电池全面介绍
锂离子电池设备
锂离子电池全面介绍
锂离子电池全面介绍
锂离子电池全面介绍
锂离子电池全面介绍
锂离子电池全面介绍
锂离子电池全面介绍
钴酸锂正极材料
尖晶石结构：循环性能差，不稳定。 层状结构：稳定！经典正极材料。
a=0.2816nm c=1.4056nm c/a=4.899 DLi+=10-9~10-7cm2/s
锂离子电池全面介绍
层状LiCoO2结构式意图
锂离子电池全面介绍
市场趋势
锂离子电池全面介绍
钴酸锂正极材料
锂离子电池全面介绍
锂离子电池全面介绍
中国手机锂离子电池OEM 市场厂商结构
锂离子电池全面介绍
2005 年中国锂离子电池生产区域分布
锂离子电池全面介绍
锂离子电池的组成
正极 负极 隔膜 电解液
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锂离子电池正极材料
钴酸锂（LiCoO2）正极材料 锰酸锂（LiMn2O4）正极材料 镍酸锂（LiNiO2）正极材料 磷酸铁锂（LiFePO4）正极材料
复习
碱性Ni/Cd电池 电池表达式 负极反应
电池反应 碱性Ni/Cd电池怎样达到密封？ 优缺点？
锂离子电池全面介绍
镍氢电池 电池表达式 负极反应 正极反应 电池反应
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锂离子二次电池
锂离子电池全面介绍
锂电池和锂离子电池
（一）锂电池
锂二次电池
以金属锂或锂合金作为负极，以插入式或嵌入式 过渡金属化合物（如V6O13，MoS2等）作为正极活 性物质，电池反应能可逆进行的一类电池的总称。
在正极中（以LiCoO2 为例），Li+和Co3+各自位于立方 紧密堆积氧层中交替的八面体位置。
充电时，锂离子从八面体位置发生脱落，释放一个电子， Co3+氧化为Co2+；放电时，锂离子嵌入到八面体位置，得到 一个电子，Co2+还原为Co3+。
在负极中，当锂插入到石墨的墨片分子平面上，与锂离 子之间发生一定的静电作用，因此实际大小比在正极中要大。
SEM micrograph of (a)LiCo锂O离2子,(电b池)L全iC面介o0绍.3Al0.7O2, (c)LiNi0.5Co0.5O2 (d)LiNi0.2Al0.3Co0.5O2 powders calcined at 800℃
钴酸锂正极材料
Constant current discharge and charge curves of bare LiCoO2 at 0.2 mA/cm2 between 3.0 and 4.5 V.
(二)锂离子二次电池
该类电池以人造石墨或天然石墨等作负极， 正极和电解液仍与锂电池相同。电池反应实际 上也是一种嵌入反应。
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电极反应： Cathode: LiMeO2 - xe- → Li1-xMeO2 + xLi+ Anode: 6C + xLi+ + xe- → C6Lix LiMeO2 + 6C → C6Lix + Li1-xMeO2
180~ 190 mAh/g，循环性能好，结构稳定。
锂离子电池全面介绍
磷酸铁锂（LiFePO4）
橄榄石型结构
锂离子电池全面介绍
磷酸铁锂（LiFePO4）
解、流失。 ②比容量低：~120 mAh/g。 改善 掺杂金属离子如Cr、Al、Ni等-LiMn2-xMxO2 合成富锂的锰锂氧化物—Li1+δMn2-δO4
锂离子电池全面介绍
镍酸锂
层状结构，比容量：160 ~ 200mAh/g，平均嵌锂 电位约为3.8V（VS.Li+/Li）
主要优点： ①比容量高；②价格较低廉，仅为LiCoO2的1/3 存在的问题： ①大电流充放能力差；②稳定性差，存在安全隐患。 改进方法（掺杂）： LiNi0.8Co0.2O2（镍钴固熔体） 层状结构，比容量：
Li/MoS2电池：
xLi+MoS2 ↔ LixMoS2,
该电池以Li和MoS2作为负极和正极的活性物质，采 用有机电解液。
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Li/MnO2 :LiMn2O4或α,β-EMD（电解MnO2）作 为正极活性物质，电池充放电反应为:
xLi+LiMn2O4 ↔ Li1+X Mn2O4 xLi +α，β-MnO2 ↔ LiX MnO2
锂离子电池全面介绍
2001-2005 年全球锂离子二次电池产量统计
锂离子电池全Biblioteka 介绍全球锂离子二次电池生产区域分布
锂离子电池全面介绍
2005 年锂离子二次电池的消费结构
锂离子电池全面介绍
全球锂离子二次电池主要生产厂商锂离子二 次电池的产业龙头地位一直以来都被日本三洋电 机独霸，据最新统计，2006 年第一季度三洋电 机锂离子二次电池的产量已高达5000 万只/月， 遥遥领先于其他竞争对手，比克、索尼、比亚迪 和三星以月产2000 万以上居于锂离子电池制造 商第二集团的位置。