1、主講：邵小龍主講：邵小龍1鋰離子電池基礎知識v電池的定義v電池分類v鋰離子電池之電化學反應機理v鋰離子電池之應用領域v鋰離子電池之結構v液態鋰離子電池之工藝流程v液態鋰離子電池之生產設備v鋰離子電池之性能指標v手機鋰離子電池的使用2鋰離子電池基礎知識v什么叫電池？v電池是一種能夠將化學能轉化為電能的一種裝置。3鋰離子電池基礎知識1.按工作性質分2.按電解液分3. 按電池所用正、負極材料劃分4.按用途分5.其它分類（使用領域、性能）4鋰離子電池基礎知識1.按工作性質分v一次電池（原電池）v二次電池（可充電池）5鋰離子電池基礎知識2.按電解液分v堿性電池（鋅錳電池、鎘鎳電池，鎳氫電池等）v酸性電池

2、（鋅錳電池、鉛酸電池）v有機電解液電池（鋰離子電池）6鋰離子電池基礎知識3. 按電池所用正、負極材料劃分 v鋅系：鋅錳電池、鋅銀電池等v鎳系：鎘鎳電池、氫鎳電池、鎳鋅電池等v鋰系：鋰錳、鋰鐵、鋰鎳鈷錳電池等v其它體系 7鋰離子電池基礎知識4. 按電池用途分v數碼電池：手機、電腦、MP3、MP4等v動力電池：汽車動力、自行車動力等v儀器儀表電池：萬用表、電子稱等v儲能電池：蓄電池（備用電源）8鋰離子電池基礎知識v鋰離子電池是指Li+ 嵌入化合物為正、負極的二次電池。v正極采用鋰化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiFePO4或LiXMnO2 v負極采用鋰-碳層間化合物LiXC6。v電解質為

3、溶解有鋰鹽LiPF6 、 LiAsF6等有機溶液。v在充放電過程中，Li+ 在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。 充電池時，Li+從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，負極處于富鋰狀態。 放電時則相反。9鋰離子電池基礎知識正極反應：LiCoO2= Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- 負極反應：C + xLi+ + xe- = CLix 電池總反應：LiCoO2 + C = Li1-xCoO2 + CLix 放電時發生上述反應的逆反應。10鋰離子電池基礎知識v高能量密度v高工作電壓 v長循環壽命v電化學特性穩定v荷電保持能力強v無污染v無記憶效應11鋰離子電池基礎知識Li

4、-ion Battery12鋰離子電池基礎知識v正極 活性物質（LiCoO2LiMnO2LiNixCo1-xO2、 LiFePO4) 導電劑、溶劑、粘合劑、基體 v負極 活性物質（石墨、MCMB) 粘合劑、溶劑、基體 v隔膜（PP+PE）v電解液（LiPF6 + DMC EC EMC)v外殼五金件（鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片）13鋰離子電池基礎知識14鋰離子電池基礎知識密封圈限流開關隔膜絕緣墊15鋰離子電池基礎知識16鋰離子電池基礎知識正極基體：鋁箔（約0.020mm厚)正極物質：鈷酸鋰+碳黑+PVDF正極集流體：鋁帶（約0.1mm厚）17鋰離子電池基礎知識負極基體：銅箔（約0.015mm厚)負

5、極物質：石墨+CMC+SBR負極集流體：鎳帶（約0.07mm厚）18鋰離子電池基礎知識l材質：單層PE（聚乙烯）或者 三層復合PP（聚丙烯） +PE+PPl厚度：單層一般為0.0160.020mm 三層一般為0.0200.025mm19鋰離子電池基礎知識v性質： 無色透明液體，具有較強吸濕性。v應用： 主要用于可充電鋰離子電池的電解液，只能在干燥環境下使用操作（如環境水分小于20ppm的手套箱內）。v規格： 溶劑組成 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比） LiPF6濃度 1mol/lv質量指標： 密度（25）g/cm3 1.230.03 水分（卡爾費休法） 20ppm 游離酸（以HF

6、計） 50ppm 電導率（25） 10.40.5 mscm20鋰離子電池基礎知識配料卷繞注液檢測包裝涂布制片化成激光焊裁片21鋰離子電池基礎知識v常規性能： 容量 電壓 內阻v可靠性性能： 循環壽命 放電平臺 自放電 貯存性能 高低溫性能v安全性能 過充 短路 針刺 跌落 濕水 低壓 振動22鋰離子電池基礎知識v電池在一定放電條件下所能給出的電量稱為電池的容量，以符號C表示。v常用的單位為安培小時，簡稱安時（Ah）或毫安時（mAh）。23鋰離子電池基礎知識v電池的容量可以分為理論容量、額定容量、實際容量。v理論容量是把活性物質的質量按法拉第定律計算而得的最高理論值。為了比較不同系列的電池，常用

7、比容量的概念，即單位體積或單位質量電池所能給出的理論電量，單位為Ah/kg（mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。v實際容量是指電池在一定條件下所能輸出的電量。它等于放電電流與放電時間的乘積，單位為 Ah，其值小于理論容量。v額定容量也叫保證容量，是按國家或有關部門頒布的標準，保證電池在一定的放電條件下應該放出的最低限度的容量。24鋰離子電池基礎知識v 開路電壓 電池在開路狀態下的端電壓稱為開路電壓。電池的開路電壓等于電池的正極的還原電極電勢與負極電極電勢之差。v 工作電壓 工作電壓指電池接通負載后在放電過程中顯示的電壓，又稱放電電壓。在電池放電初始的工作電壓稱為初始電壓。 電池在接通負載

8、后，由于歐姆電阻和極化過電位的存在，電池的工作電壓低于開路電壓。25鋰離子電池基礎知識v電流通過電池內部時受到阻力，使電池的電壓降低，此阻力稱為電池的內阻。v電池的內阻不是常數，在放電過程中隨時間不斷變化，因為活性物質的組成、電解液濃度和溫度都在不斷地改變。v電池內阻包括歐姆內阻和極化內阻，極化內阻又包括電化學極化與濃差極化。內阻的存在，使電池放電時的端電壓低于電池電動勢和開路電壓，充電時端電壓高于電動勢和開路電壓。v歐姆電阻遵守歐姆定律；極化電阻隨電流密度增加而增大，但不是線性關系，常隨電流密度的對數增大而線性增大。 26鋰離子電池基礎知識v電池在完全充電后完全放電，循環進行，直到容量衰減為

9、初始容量的80%，此時循環次數即為該電池之循環壽命v循環壽命與電池充放電條件有關v鋰離子電池室溫下1C充放電循環壽命可達300-500次（行業標準），最高可達1000次以上。27鋰離子電池基礎知識v時間平臺v電壓平臺v容量平臺28鋰離子電池基礎知識時間平臺v1.標稱平臺：根據客戶要求或國家（國外、國際）、行業標準要求，電池在1C倍率下的最低放電時間。表達方式為分鐘。（標準、要求）v2.實際平臺：在1C倍率下，3.6V的放電時間與截止3V時的放電時間的比值。表達方式為百分比。（測試）v3.使用平臺：在1C倍率下，以60min為標準放電平臺，實際放至3.6V的時間與60分鐘的比值。表達方式為百分比

10、。 （出貨）29鋰離子電池基礎知識v電壓平臺：按表達方式分。v1.電壓值：包括中值電壓和平臺電壓，表達方式為電壓值，如3.73V。（材料評估）v 中值電壓：放電至3V的時間中點對應的電壓值。（材料測試、性能評估）v 平臺電壓：電池電壓平穩下降的電壓段的中點。（材料評估）v2.電壓范圍：電池電壓平穩下降的范圍。其表達方式為范圍值，如3.633.85V。（材料性能評估）30鋰離子電池基礎知識v容量平臺v1.標稱平臺。根據國家（國外、國際）、行業標準要求，放電至3.6V的最小要求容量。v2.實際平臺。實際放電至3.6V的容量。v3.百分比平臺。包括測試平臺和出貨平臺。v測試平臺：電池放電至3.6V的

11、容量與放電至3.0V的容量比。v出貨平臺。電池放電至3.6V的容量與標稱容量的比值。31鋰離子電池基礎知識162min101min32鋰離子電池基礎知識v電池完全充電后，放置一個月。然后用1C放電至3.0V，其容量記為C2；電池初始容量記為C0；1-C2/C0即為該電池之月自放電率v行業標準鋰離子電池月自放電率小于15%，我們可以做到6%-8%v電池自放電與電池的放置性能有關，其大小和電池內阻結構和材料性能有關33鋰離子電池基礎知識 記憶效應是針對鎳鎘電池而言，電池會儲存這一放電平臺并在下次循環中將其作為放電的終點，盡管電池本身的容量可以使電池放電到更低的平臺上。在以后的放電過程中電池將只記得

12、這一低容量。同樣在每一次使用中，任何一次不完全的放電都將加深這一效應，使電池的容量變得更低。 v要消除這種效應，一是采用小電流深度放電（如用0.1C放至0V）一是采用大電流充放電（如1C）幾次。v鎳氫電池和鋰離子電池均無記憶效應34鋰離子電池基礎知識v山寨版新電池使用說明：v1.完全放電v2.完全充電v3.完全放電v以上稱之為激活，為錯誤使用方法。v山寨版的使用方法：v1.每次用到自動關機再充v2.邊充邊打（開機充電）v3.充長時間一些電池的電量（容量）會滿一些v4.電池長時間不用時，充滿電擱置。35鋰離子電池基礎知識v正確的使用方法v1.新電池無需激活直接可以使用v2.最好在關機狀態下充電v3.充電時不要打電話v4.指示充滿后即停止充電v5.長時間不用時，充電至一半左右電容量v6.電池在接近沒電時充電。36鋰離子電池基礎知識v電池是個比較復雜的電化學體系，涉及到電化學、材料、機械、