锂离子电池基础知识
锂离子电池基础知识培训
锂离子电池基础知识培训锂离子电池作为一种高效、可靠的能源储存装置，在现代社会中得到了广泛的应用。
为了更好地了解锂离子电池的基础知识，本文将对锂离子电池的构造、工作原理和应用进行详细介绍。
一、锂离子电池的构造锂离子电池由正极、负极、电解液和隔膜组成。
正极材料一般采用锂化合物，如二氧化锰（LiMn2O4）、三氧化钴（LiCoO2）等；负极材料常用石墨。
电解液是锂盐溶于有机溶剂中的混合物，常用锂盐有氟化锂（LiPF6）、六氟磷酸锂（LiPF6）等。
隔膜是用于隔离正负极的物质，常用聚合物材料。
二、锂离子电池的工作原理1. 充电过程在充电过程中，正极材料中的锂离子会从正极材料中脱嵌出来，通过电解液和隔膜进入负极材料，并与负极材料中的碳形成锂化合物。
同时，电池外部的电流会通过外部电路流向电池的正极，进而驱动这一充电过程。
2. 放电过程在放电过程中，正极材料中的锂离子会从负极材料中脱嵌出来，通过电解液和隔膜进入正极材料，并与正极材料中的锂化合物发生反应。
与此同时，电池内部的电流会从正极流向负极，为外部设备提供电能。
三、锂离子电池的应用1. 电动汽车锂离子电池作为电动汽车的主要能源储存装置，具有高能量密度、长寿命、轻量化等优势。
它不仅可以提供足够的动力，还能减少污染物排放，对环境友好。
2. 移动设备锂离子电池广泛应用于移动设备，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等，因为它具有高能量密度和较长的使用时间。
同时，锂离子电池还有较低的自放电率，可以在长时间不使用时保持电量。
3. 储能系统随着可再生能源的发展，储能系统日益重要。
锂离子电池作为储能系统的关键组件之一，可以储存太阳能和风能等可再生能源，并在需要时释放能量，提供电力供应。
4. 电子设备锂离子电池还广泛应用于各种电子设备，如数码相机、手持游戏机、无线耳机等。
它可以提供稳定可靠的电源，为这些设备的正常运行提供保障。
锂离子电池作为一种重要的能源储存装置，具有广泛的应用前景。
锂离子电池的基本知识
锂离子电池的基本知识一般而言,电池有三部分构成:1.锂离子电芯2.保护电路(pcm)3.外壳即胶壳锂离子电芯是一种新型的电池能源，它不含金属锂，在充放电过程中，只有锂离子在正负极间往来运动，电极和电解质不参与反应。
锂离子电芯的能量容量密度可以达到300wh，重量容量密度可以达到125wh。
一、电芯原理锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行，锂离子在正负极之间嵌入脱出，往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在，因此锂离子电芯更加安全稳定。
其反应示意图及基本反应式如下所示：二、电芯的构造锂电池的负极材料是锂金属，正极材料是碳材。
习惯上称为锂电池。
锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极材料是碳材。
为了区别于传统意义上的锂电池，称之为锂离子电池。
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(钴酸锂)（3）隔膜----一种特殊的複合膜（4）负极----活性物质为碳（5）有机电解液（6）电池壳电芯的正极是licoo2加导电剂和粘合剂，涂在铝箔上形成正极板，负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上，目前比较先进的负极层状石墨颗粒已採用奈米碳。
根据上述的反应机理，正极採用licoo2、linio2、limn2o2，其中licoo2本是一种层结构很稳定的晶型，但当从licoo2拿走xli后，其结构可能发生变化，但是否发生变化取决于x的大小。
通过研究发现当x>时li1-xcoo2的结构表现为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制li1-xcoo2中的x值，一般充电电压不大于那幺x小于，这时li1-xcoo2的晶型仍是稳定的。
负极c6其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极licoo2中的li被充到负极c6中，当放电时li回到正极licoo2中，但化成之后必须有一部分li留在负极c6中，心以保证下次充放电li的正常嵌入，否则电芯的压倒很短，为了保证有一部分li留在负极c6中，一般通过限制放电下限电压来实现。
锂离子基础知识PPT课件
锂离子电池——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
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Ｆ 温度特性
电芯低温放电容量大于80%（-20℃ 、0.2C），高温放电容 量大于90%（55 ℃、1C）
60℃ 25℃ -10℃ 0℃ -20℃
29
Ｇ 电池循环性能
1C满充电4.2V，1C放电2.75V，循环300周。
容量(mAh)
383450A锂电芯循环曲线图
1122334455663838383838383800000000000000
电池鼓壳、发热， 不起火、不爆炸。
42
Ｄ 针刺
将电池固定在安全装置的夹具上，用直径2.5mm的钢钉 用力打下，使电池完全穿透。
电池漏液、发热， 不起火、不爆炸。
43
Ｅ 自由跌落
X、Y、Z六个面在1000mm的高度上各跌落2次
编号
1
2
3
4
5
6
7
跌 内 阻 54.1
落
前
电压
4.18
跌 内 阻 55.2
tim e /m in.
a.空白溶液;
4 .8 b
4 .4
4 .0
3 .6
0
100
200
300
400
500
tim e /m in.
b.添加后
38
提高电池安全性的措施：
锂电池基本知识
锂电池基本知识锂电池是一种以锂离子为原料的电池，被广泛应用于电子设备、电动车辆和储能系统等领域。
它具有高能量密度、长寿命、轻巧小型等优点，因此备受青睐。
1. 锂电池的构造锂电池主要由正极、负极、电解质和隔膜四部分组成。
正极通常使用锂化合物，如氧化钴、磷酸铁锂等，负极则使用碳材料。
电解质是锂离子在正负极之间传递的介质，常用液态电解质为聚合物电解质。
隔膜则起到隔离正负极的作用，防止短路。
2. 锂电池的工作原理锂电池的工作原理是通过正负极之间的锂离子传递来实现电荷和放电过程。
当充电时，锂离子从正极释放出来，经过电解质和隔膜，嵌入到负极的碳材料中。
而在放电时，锂离子从负极脱嵌，经过电解质和隔膜，重新嵌入到正极的锂化合物中。
这个过程是可逆的，因此锂电池可以反复充放电。
3. 锂电池的优点锂电池具有高能量密度，即单位重量或体积所储存的电能较高，能够提供更长的使用时间。
同时，锂电池具有较低的自放电率，即在不使用的情况下，电池自身的电量损失较小。
此外，锂电池还具有长寿命、低污染、快速充电等优点。
4. 锂电池的分类锂电池根据其正极材料的不同可以分为多种类型，常见的有锂离子电池、锂聚合物电池和锂硫电池。
其中，锂离子电池是目前最常用的，具有较高的能量密度和较长的寿命。
锂聚合物电池则因其更高的能量密度和更薄的设计，被广泛应用于便携式电子设备。
锂硫电池则具有更高的能量密度和更低的成本，但目前仍在研发阶段。
5. 锂电池的安全性锂电池在使用过程中需要注意安全性。
由于锂电池内部的锂金属非常活泼，在遇到高温或物理损伤时可能发生短路、过热甚至起火爆炸的情况。
因此，锂电池的设计中通常包含了安全防护措施，如保护电路、热敏感元件和隔热材料等。
此外，用户在使用锂电池时也要遵循正确的操作方法，避免过度充放电、避免撞击或损坏电池等。
总结：锂电池作为一种高性能的电池技术，已经广泛应用于各个领域。
它的构造简单，工作原理清晰，具有高能量密度、长寿命等优点。
锂电池百科知识
锂电池百科知识
锂电池是一种充电电池，使用锂离子在正负两极之间移动来存储和释放电能。
它是目前最常见的可充电电池之一，广泛应用于电动汽车、手机、笔记本电脑、无人机和其他便携式电子设备中。
以下是有关锂电池的一些基本知识：
1. 成分：锂电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。
正极通常使用氧化钴、磷酸铁锂等材料，负极通常使用石墨或锂钛酸锂等材料。
2. 工作原理：锂电池的工作原理是在充电时，锂离子通过电解液中的电解质移动从正极向负极，负极材料将锂离子插入其晶格中进行储存。
在放电时，锂离子从负极移动到正极，通过外部电路释放电能。
3. 优点：锂电池具有高能量密度、长循环寿命、轻便和无记忆效应的优点。
它们还具有较低的自放电速度和较少的环境污染。
4. 缺点：锂电池的缺点包括较高的成本、安全性问题（例如过充、过放、过热可能导致爆炸或火灾）以及对稀有资源的依赖（锂）。
5. 类型：常见的锂电池类型包括锂离子电池（Li-ion）、锂聚
合物电池（Li-polymer）和锂铁磷酸电池（LiFePO4）。
Li-ion
电池是最常见的一种，具有良好的能量密度和循环寿命。
Li-
polymer电池具有更高的安全性和柔性设计能力。
LiFePO4电池具有更高的安全性和较长的循环寿命，但能量密度较低。
6. 充电和保养：为了延长锂电池的寿命，需要遵循正确的充电和使用方法，如避免过充和过放、避免长时间存储在高温环境中、使用合适的充电器等。
总之，锂电池是一种常见的充电电池，具有广泛的应用前景，并且随着技术的不断进步，它的能量密度和循环寿命还将继续改善。
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。
锂离子电池基础知识
一、锂离子电池基本原理
机理简介：
当对电池进行充电时，正极的含锂化合物有锂 离子脱出，锂离子经过电解液运动到负极。负极的 炭材料呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂 离子嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充 电容量越高。 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。 在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从 正极→负极→正极的运动状态。这就像一把摇椅， 摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就在摇椅两端 来回运动。所以锂离子电池又叫摇椅式电池。
自放电率又称荷电保持能力，是指电池在开路状 态下，电池所储存的电量在一定条件下的保持能力。 主要受电池的制造工艺、材料、储存条件等因素的影 响。是衡量电池性能的重要参数。
二、锂离子电池主要性能指标
• 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 要低。
二、锂离子电池主要性能指标
• 电压
开路电压是指电池在非工作状态下即电路中无电流流过时，
电池正负极之间的电势差。一般情况下，锂离子电池充满电后开 路电压为4.1—4.2V左右，放电后开路电压为3.0V左右。通过对 电池的开路电压的检测，可以判断电池的荷电状态。
工作电压又称端电压，是指电池在工作状态下即电路中有
电流流过时电池正负极之间的电势差。在电池放电工作状态下， 当电流流过电池内部时，不需克服电池的内阻所造成阻力，故工 作电压总是低于开路电压，充电时则与之相反。锂离子电池的放 电工作电压在3.6V左右。
二、锂离子电池主要性能指标
锂离子电池基本知识
锂离子二次电池简介概述：锂离子二次电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池，正极采用锂化合物LiCoO2、LiMn2O4,负极采用锂—碳层间化合物LixC6，电解质为溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6等的有机溶液。
在充、放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象地称为“摇椅电池”（Rocking Chair Batteries,缩写为RCB）。
锂离子二次电池由于工作电压高（3.6V）、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，在移动电话、摄相机、笔记本电脑、便携式电器上得到大量应用。
（特性）一、工作原理1、化学反应方程式锂离子电池正极主要成分为LiCoO2，负极主要为C，充电时正极反应：LiCoO2 Li( 1-x)CoO2+ xLi+ + xe-负极反应：C + xLi+ + xe- CLix电池总反应：LiCoO2 + C Li( 1-x)CoO2+ CLix放电时发生上述反应的逆反应。
2、化学反应原理图二、命名根据IEC61960标准二次锂电池的标识如下:1. 电池标识组成3个字母后跟5个数字（圆柱形）或6个（方形数字）；2. 第一个字母表示电池的负极材料：I表示有内置电池的锂离子，L表示锂金属电极或锂合金电极;3. 第二个字母表示电池的正极材料：C基于钴的电极，N基于镍的电极，M基于锰的电极，V基于钒的电极；4. 第三个字母表示电池的形状：R表示圆柱形电池，P表示方形电池;5. 数字:圆柱形电池5个数字分别表示电池的直径和高度,直径的单位为毫米,高度的单位为十分之一毫米，直径或高度任意尺寸大于或等100mm时两个尺寸之间应加一条斜线。
方型电池6个数字分别表示电池的厚度、宽度和高度，单位均为毫米，三个尺寸任一个大于或等于100mm时尺寸之间应加斜线，三个尺寸中若有任意小于1mm,则在此尺寸前加字母t，此尺寸单位为十分之一毫米。
例如：ICR18650：表示一个圆柱形二次锂离子电池正极材料为钴其直径约为18mm高约为65mm。
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六.电池不良项目及成因
❖ 1.容量低 ❖ 2.内阻高 ❖ 3.电压低 ❖ 4.超厚 ❖ 5.爆炸 ❖ 6.短路 ❖ 7.断路
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1.容量低
❖ 产生原因：
a. 附料量偏少（涂布不均匀） b. 极片两面附料量相差较大；（配片不清楚） c. 极片断裂；（压片，制片，卷绕过程） d. 电解液少； （注液量） e. 电解液电导率低；（材料，采购和原材料检验） g. 隔膜孔隙率小；（材料，采购和原材料检验） h. 胶粘剂老化→附料脱落；（烘烤温度，极片空气暴露时间长） i.卷芯超厚（未烘干或电解液未渗透） j. 分容时未充满电；（分容设置参数） k. 正负极材料比容量小。（工艺设计）
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二.锂离子电池的结构
锂离子电池的结构与其他电池电池一样，均 是由正极、负极、隔膜、电解液、外壳等部 分组成。对于圆柱型锂离子电池（机械封口 18650S）而言，电池内部还具有PTC安全装 置。
可编辑ppt3来自2.1正极正极极片由基体材料和活性物质组成。目前大部分 厂家均采用铝箔作为正极基体材料，因为铝在非水 电解液中能形成表面钝化膜，耐腐蚀性能较好。活 性物质可选用钴酸锂、镍酸锂、尖晶石型锂锰氧化 物等含有Li+的化合物，从可逆充放电容量、充放电 效率、电压的平坦性等方面来比较，钴酸锂最有优 势。因此，目前锂离子电池正极活性物质一般采用 钴酸锂。
液 的 电 导 率 。 锂 离 子 电 池 电 解 液 的 电 导 率 可 达 2×10 － 2S/cm，但与Cd-Ni、MH-Ni电池所采用的水溶液电解液 相比，电导率要低约2个数量级，所以锂离子电池的高倍
率放电性能不是很好。PC，EC介电常数比较大，而DME、
DEC、EMC等粘度比较低，将他们混合比例使用电解液电
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2.3 隔膜
隔膜的基本作用就是有效隔离正负极，而对于锂离子 电池而言，由于其采用的是有机电解液，在安全性方面对隔 膜的要求很高，所选用的隔膜具有的一个重要特性是当外部 短路时或有大电流通过电池时隔膜微孔闭塞，切断电流通过 电池的回路。目前锂离子电池隔膜采用的是多孔性高分子聚 合物单层膜或多层膜，为了有效降低隔膜在电池中所占用的 体积从而提高正负极活性物质涂覆量，锂离子电池隔膜非常 薄，只有25μm左右 。PP-PE-PP三层结构，具有化学稳定 性及机械强度，而且离子通过率大等特点。
导率才能达到要求。同时，熔点低，沸点高，蒸汽压低
的电解液溶剂是电池工作范围宽。
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三.锂离子电池工作原理
锂离子电池的工作过
程是锂离子在正极和负
极间的移动，通过在正
负极活性物质的嵌入和
脱嵌而进行电子的交换。
充电时锂离子从正极活
性物质晶格间脱出，迁
移通过有机电解液后嵌
入到碳材料负极中；放
电时则相反，锂离子从
活性物质+导电剂+粘合剂+集流体
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2.1.1钴酸锂
钴酸锂有开路电压高，放电平稳，比能量大， 能高速放电，循环性能好等特点，具有较好的应用 前景。但是由于Co资源有限，价格昂贵，生产成本 高以及污染等缺点。
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2.1.2 镍酸锂
镍酸锂比钴酸锂便宜，而且锂镍氧化物的理论 容量为274mAh/g实际容190~210 mAh/g。自放电 低，对电解液要求低，没有污染。但是合成比较苛 刻，电池安全性能不好，热力学和电化学稳定性不 好。
圆柱形二次锂离子电芯的表示方法为三个字母+五个数字 第一个字母表示负极，I表示锂离子电池，L表示锂电 池 第二个字母表示正极的主要活性材料。C表示有一个 钴电极，N表示有一个镍电极，M表示有一个锰电极，V 表示铅电极。 第三个字母表示电池的形状，R表示圆柱 形的电池, 字母后前两个数字表示电池的直径，单位为 mm , 后 两 个 数 字 表 示 电 池 的 高 度 的 十 倍 ， 单 位 为 mm
负极碳材料中脱出回到可编辑ppt
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四.锂离子电池的特性
（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
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五.锂离子电池命名
厚度\宽度\高度\材质,如063048S型号代表厚度为6毫米, 宽 度 为 30 毫 米 , 高 度 为 48 毫 米 ,S 代 表 钢 壳 ,A 代 表 铝 壳
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2.内阻高
❖ 产生原因：
a. 负极片与极耳虚焊；（点焊） b. 正极片与极耳虚焊； （超声焊） c. 正极耳与盖板虚焊；（超声焊） d. 负极耳与盖板虚焊; （点焊） e. 铆钉与压板接触内阻大； （原料检验，采购） f. 正极未加导电剂；（配料房） g. 电解液没有锂盐； （原材料检验） h. 电池曾经发生短路；（化成、分选操作不当） i. 隔膜纸孔隙率小。（原材料检验）
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2.1.3锰酸锂
锂锰氧理论容量为148mAh/g实际容量为 120mAh/g左右，价格便宜，而且对环境没有污染。 但是高电压充电是电解液容易分解以及锰在电解液 中的分解而导致它的循环性能不是很好，而且热稳 定性不好。
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2.2负极
负极极片同样是由基体材料和活性物质组 成。基体材料采用铜箔，活性物质可选用以 下几种：碳材料、氮化物、硅基材料、锡基 材料、新型合金等，目前商品化的锂离子电 池均采用碳材料作为负极活性物质。 活性物质+增稠剂+粘合剂+集流体
锂离子电池基础知识
❖ 1.锂离子电池研究与发展 ❖ 2.锂离子电池的结构 ❖ 3.锂离子电池工作原理 ❖ 4.锂离子电池的特性 ❖ 5.锂离子电池的命名 ❖ 6.锂离子电池不良项目及成因
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一.锂离子电池的研究与发展
❖ 锂离子电池是在1990年由日本索尼公司 宣布开发研制成功的，并在一年内推向市场。 由于锂离子电池拥有高电压、高重量比能量 和体积比能量等卓越的性能，经过短短十几 年的发展，已经成为市场中的主流。
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2.4电解液
锂离子电池的电解液为有机电解液，电解质可选取
LiClO4、LiPF6、LiAsF6等含Li+盐，从电池性能、环境等 综合因素考虑最常用的电解质是LiPF6。溶剂基本为PC、 C和DME、DEC、EMC等以一定的比例搭配所组成的混合有
机溶剂。之所以采用混合有机溶剂主要目的是提高电解