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    陈树骏
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    总-锂离子电池培训教程ppt模板

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    这是一个关于总-锂离子电池培训教程ppt模板,主要介绍了锂离子电池的概论;锂离子电池的原理;锂离子电池的生产工艺流程;锂离子电池的特性;锂离子电池的应用;锂离子电池的认证等内容,欢迎点击下载总-锂离子电池培训教程ppt模板哦!电池是指通过正负极之间的电化学反应将化学能转化为电能的装置。

    锂离子电池介绍目录 一. 锂离子电池的概论二. 锂离子电池的原理三. 锂离子电池的生产工艺流程四. 锂离子电池的特性五. 锂离子电池的应用六. 锂离子电池的认证一. 锂离子电池概论 1.1 电池 电池是指通过正负极之间的电化学反应将化学能转化为电能的装置。 充电时,正负极活性物质将电能转化为化学能进行储存。 放电时,正负极活性物质将化学能转化为电能释放,作为电能供给装置。 活性物质:电池充放电时,能进行氧化或还原反应而产生电能和储存化学能的电极材料。 1.2 电池的分类 1.3 锂离子电池的定义 锂离子电池是一种充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。正极采用含锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiXMnO2 、LiFePO4和三元复合材料LiCoxNiyMnzO2。负极采用层间化合物石墨C。 充电时,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, Li+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂状态。 1.4 锂离子电池的发展 美国国家航空航天局(NASA) 是最早从事锂原电池研究的机构,锂原电池在1970年初作为一次锂电池便实现了商品化。 正极:二氧化锰或氟化碳 负极:金属锂 但如果将其用于充电电池,经过多次充放电后,负极表面会产生纤维状的锂枝晶,极易刺穿隔膜导致电池短路,会产生严重的安全问题。 1990年日本的索尼(Sony)公司率先研制成功锂离子电池,其以嵌锂的过渡金属氧化物为正极活性物质,能让锂离子自由嵌入和脱嵌的石墨作为负极活性物质,一举解决了困扰业界多年的锂离子电池循环和安全问题。 1991年,液态锂离子蓄电池实现商品化, 1999年,聚合物锂离子电池实现商品化。 2.1 正极构造 2.2 负极构造 2.3 锂离子电池正负极反应机理 原子是用化学方法不能分开的最小的构成物质的基本单位,由原子核和电子构成。原子核内有中子和质子,质子带正电,电子带负电,中子不带电,因质子与电子的数目一样多,所以原子为中性。下图为锂原子结构: 3.1 圆柱形锂离子电池结构图 3.2.1 锂离子电池正极 3.2.2 锂离子电池负极 3.2.3 锂离子电池隔膜 3.2.4 锂离子电池电解液 1. 性质: 无色透明液体,具有较强吸湿性。 2. 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)。 3. 规格: 溶剂组成 DMC:EMC:EC =1:1:1 (重量比) LiPF6浓度 1mol/L 4. 质量指标: 密度(25℃)g/cm3 1.23±0.03 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 3.3 锂离子电池的生产工艺流程简图 3.4 锂离子电池生产用的主要设备 1. 真空行星搅拌机 用途:将各种电池材 料均匀的搅拌成浆状。 2. 电极涂布机: 用途:搅拌后的浆料均匀涂覆在金属箔片上。涂布的极片厚度精确到3微米以下。 3. 辊压机 用途:涂布后的极片需进行辊压,提高电池的能量密度。 4. 自动分条机 5. 全自动超声焊接贴胶机 6. 卷绕机:将制造好的极片卷绕成电池 7. 真空干燥箱 全自动真空烤箱 8. 手套箱:在低湿度环境下,将电解液注入钢壳电 池中,保证电解液充分浸润卷芯 9. 注液机:保证将电解液高精度的注入钢壳中 10. 化成分容设备:化成为将做好的电池充电激活,产生电压,而分容为测试电池的容量并分档。 4.1 圆柱锂离子电池的命名 IEC61960 规定,圆柱形和方形电池的规则如下: 圆柱形电池,3 个字母后连5 个数字。3 个字母,I 表示有内置的锂离子,L 表示锂金属或锂合金电极。第二个字母表示正极材料,C 表示钴,N 表示镍,M 表示锰,V 表示钒。第三个字母为R 表示圆柱形。 5 个数字,前2 个数字表示直径,后3 个数字表示高度,单位都为mm。 如:ICR 18650 就是直径为18mm,高度为65mm 的通用的18650 圆柱形电池。 4.2 方形锂离子电池的命名 方形电池,3 个字母后跟6 个数字, 3 个字母,前两个字母的意义和圆柱形一样,后一个字母为P 表示为方形。 6 个数字,前2 个数字表示厚度,中间2 个表示宽度,后面2 个表示高度 (长度),单位为mm。 ICP 053353 就是厚度为5mm,宽度为33mm,高度(长度)为53mm 的方形电池。 4.4 锂离子电池的基本电性能参数 1. 开路电压:是指电池没有负荷时正、负极两端之间的电压。一般情况下,Li-ion电池充满电后开路电压为4.15—4.2V左右。通过对电池开路电压的检测,可以判断电池的荷电状态。 工作电压又称闭路电压,是指电池有负荷时正、负极两端的电压。因电池在放电工作状态下,当电流流过电池内部时,需克服电池的内部结构所造成的阻力,故工作电压总是低于开路电压。 2. 电池容量:它表示在一定条件下(放电率、温度、终止电压等),电池能放出的电量,即电池的容量,常用mAh表示。 3. 放电终止电压:电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压称为放电终止电压。如正极为钴酸锂,锰酸锂和三元材料或其混合物时,放 电终止电压为3.0V,正极为磷酸铁锂时,放电终止电压为2.0V。 4. 充电终止电压:电压上升到不宜再继续充电的最高工作电压称为充 电终止电压。如正极为钴酸锂,锰酸锂和三元材料或其混合物时,充 电终止电压为4.2V,正极为磷酸铁锂时,充电终止电压为3.65V。 5. 充放电倍率(Charge-Rate/Discharge-Rate) C:用来表示电池充放电时电流大小的比率,即倍率。 如1500mAh的电池,0.2C表示用300mA的电流充放电(1500mAh的0.2倍率),1C表示用1500mA的电流充放电(1500mAh的1倍率)。 6. 内阻:电池正、负极两端之间的电阻叫内阻。由欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池的内阻越小,电池的性能越好。电池内阻值大,会导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响,是衡量电池性能的一个重要参数。注:一般以半电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻测试仪。 7. 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。注:在GB规定Li-ion满电后在20±2℃条件下开路搁置28天,可允许电池有15%的容量损失。 8. 循环寿命:电池在一定的条件下进行全充全放电循环,初始容量记为100%,当连续三次的放电容量降到初始容量的80%时,所经历的循环次数为电池的循环寿命。 3.7V系列的锂离子电池的循环次数在500次以上。 3.2V系列的锂离子电池的循环次数在1000次以上。五 锂离子电池的应用 5.1 便携式电子产品 5.2 电动交通工具 5.3 电动玩具及工具 5.4 二次充电及储能领域 六 锂离子电池的认证 CB CB体系是IECEE运作的-个国际体系,IECEE 是国际电工委员会电工产品合格测试与认证组织的简称。 IECEE各成员国认证机构以IEC 标准为基础对电工产品安全性能进行测试,其测试结果即CB测试报告和 CB测试证书,在IECEE各成员国得到相互认可的体系。 CB报告是一种标准化的报告。根据CB体系的规则,CB测试证书只有在与CB测试报告一起提供时才有效。 TUV TüV标志是德国TüV专为元器件产品定制的一个安全认证标志,在德国和欧洲得到广泛的接受。 同时,企业可以在申请TüV标志时,合并申请CB证书,由此通过转换而取得其他国家的证书。而且,在产品通过认证后,德国TüV会向前来查询合格元器件供应商的整流器机厂推荐这些产品;在整机认证的过程中,凡取得TüV标志的元器件均可免检。 PSE PSE 认证是日本强制性安全认证,用以证明电机电子产品已通过日本电气和原料安全法 (DENAN Law) 或国际IEC标准的安全标准测试。 日本的DENTORL法(电器装置和材料控制法)规定,498种产品进入日本市场必须通过安全认证。其中,165种A类产品应取得菱形的PSE标志,333种B类产品应取得圆形PSE标志。 UN38.3 UN38.3是指在联合国针对危险品运输专门制定的《联合国危险物品运输试验和标准手册》的第3部分38. 3款,即要求锂电池运输前,必须要通过高度模拟、高低温循环、振动试验、冲击试验、 55℃外短路、撞击试验、过充电试验、强制放电试验,才能保证锂电池运输安全。 如果锂电池与设备没有安装在一起,并且每个包装件内装有超过24个电池芯或12个电池,则还须通过1.2米自由跌落试验。 MSDS MSDS (Material Safety Data Sheet)即化学品安全说明书,是化学品生产商和进口商用来阐明化学品的理化特性(如所含成分,PH值,闪点,易燃度,反应活性等)以及对使用者的健康(如致癌,致畸等)可能产生的危害的一份综合性法律文件。 MSDS可以由生产厂家按照相关规则自行编写,也可以向专业机构申请编制。 锂离子电池的安全测试项目

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