锂离子电池原理及制造工艺知识点
锂离子电池原理及制造工艺知识点
一、锂离子电池原理美国最新恐怖片
1、锂离子电池概述
1.1锂离子电池的发展历史
1958年美国加州大学的一位研究生提出以钠、锂等活泼金属做电池负极的设想；
20世纪60年代中期，石油危机使国内外专家开始了锂电池的研究；
1971年日本松下电器公司发明锂氟化碳电池，锂电池走向实用化和商品化；
20世纪70年代，材料学界、物理学界发现锂等金属元素可以迁入到石墨中形成石墨化合物；
1980年法国科学家提出石墨嵌入化合物可以取代金属锂作为锂二次电池负极；同年美国学者合成出嵌入化合物LiTO2(T=Co，Ni，Mn)，其中的锂可以可逆的脱嵌和嵌入；
1990年，日本索尼公司在上述基础上发明了锂离子电池；
1992年，锂离子电池实现大规模商品化，实现二次电池史上的一次飞跃；
1993年，美国贝尔电讯公司首先研制出聚合物锂离子电池；
1995年，日本索尼公司开始试制大容量锂离子电池。开始了锂离子动力电池的研究；
1999年，聚合物锂离子电池实现产业化。
1.2锂离子电池的应用
便携式用电器领域：移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机、MP3等
小型医疗设备领域
军用通讯设备领域
航空、航天、航海及人造卫星领域；
环保型动力机车领域
其它
1.3锂离子电池的优势
工作电压高
比能量高
使用温度范围宽
循环寿命长
自放电低
环保
电池种类工作
电压
(V)
体积比能量
(Wh/L)
质量比能
量(Wh/kg)
使用温度范围(℃)循环寿命
(次)
月自放电
率(%)
是否
环保
充电放电
锂离子电池  3.6240~450100~1600~45-20~60500~1000≤10是BK锂离子电池  3.6385-3901500~45-20~60500~1000≤10是镍镉电池  1.2150~24060~700~45-20~6550020否镍氢电池  1.2190~28070~800~45-20~6550030是
2、锂离子电池反应机理
锂离子电池实际上是一种锂离子浓差电池，正、负电极为不同的锂离子嵌入化合物，充、放电过程为锂离子在不同电极上的嵌入和脱嵌过程。其化学表达式及示意图如下：
LiCoO
2+C Li
x
C
6
+Li
y
CoO
2
+Li
(1-x-y)
R
2.1充电过程：
如上图，一个电源给电池充电，在电场力的驱动下，正极上的电子e通过外部电路跑到负极上，正极活性物中的部分锂离子Li+脱离氧化物晶格“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起嵌入到负极活性物质中，此时正极处于贫锂态，负极处于富锂态。
正极上发生的反应为
LiCoO
2=Li
1-x
CoO
2
+xLi++xe(电子)
负极上发生的反应为
6C+xLi++xe=Li
x C
6
2.2放电过程：
放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质就是在电池正、负极中间加一个电阻让电子通过。由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起，此时负极处于贫锂态，正极处于富锂态。
3、锂离子电池结构及组成
3.1正极：由活性物质（LCoO
2、LiMnO
2
、Li(NiCoMn)
1/3
O
2
）、导电剂、粘结剂、集流体（铝
箔）组成。
导电剂：作为电极添加剂，增强电极导电性能和其他性能的物质；
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粘结剂：将电极活性物质、导电剂与集流体牢固地粘结在一起的胶物质；
集流体：作为电极骨架支撑物质，完成外电路与电极活性物质间的电子传导
一句话文案 母亲节3.2负极：由活性物质（石墨）、导电剂、粘结剂、集流体（铜箔）组成。
3.3隔膜：隔离正、负电极，使电极不直接接触形成短路。材料物质为：PP/PE/PP、PE。
3.4电解液：电池充放电过程中，电池内部的离子传导载体，由溶剂（EC、DEC、EMC等）
和电解质（LiPF
6
）组成。
3.5铝壳、盖帽
4锂离子电池基本术语介绍
4.1容量：在一定的放电条件下从电池中获得的电量。
4.1.1理论容量：电池中活性物质完全反应在理论上所应放出的电量；4.1.2实际容量：电池在一定放电条件下实际放出的电量；4.1.3额定容量（标称容量）：设计和制造电池时，规定电池在一定放电条件下应该放
出的最低限度的电量
4.1.4放电容量与放电时间的转换：
min 60*放电时间电流放电容量=
；电流
放电容量放电时间min
60*=
如：1、1pcs 标称800mAh 电池053048AH 以0.5C 电流放电128min；则实际容为：(800mA*0.5)*128min/60min=853.3mAh
2、1pcs 标称容量为800mAh、实际容量为840mAh053048AH 的电池以1C 放电，放电时间为：
840mAh*60min/(800mA*1)=63min
4.2电压：电池正、负极之间的电位差。
电池电压与电池充电程度或放电程度相关。
4.2.1工作电压：又称放电电压或负荷电压，指有电流通过外电路时，电池两极间的
电位差；
锂离子电池的工作电压范围为：4.25-2.75V；
4.2.2开路电压：指外电路没有电流通过时电池两极间的电位差；
通常所说的一个电池的电压是多少指的是电池的开路电压；
4.2.3标称电压：电池在一次完整放电过程中的平均工作电压，又称放电均压。
锂离子电池的标称电压为：3.7V；
4.3平台：锂离子电池充饱电后，用1C 电流从4.2V 电压放电至3.6V 电压时放出的容量，
一般用放电时间（平台时间）表示。
标称容量
平台容量平台时间min
60*=
4.4内阻：电池各组成部分导电阻力之和。包括欧姆内阻和极化电阻两部分，其中欧姆
内阻为电池各组成部分的电子导电阻力、离子导电阻力、接触导电阻力之和，极化电阻则为电池在充放电时由于电极极化形成的导电阻力。
4.5循环寿命：又称使用周期，二次电池经历一次充放电称为一个循环，在一定的放电
制度下，电池容量降至某个规定值之前电池所经历的循环次数称为电池的循环寿命。
4.6自放电：指电池在一定条件（温、湿度等）和开路状态下进行贮存，由于各种原因
导致而容量及电压下降的现象。
二、制造流程及原理
1、锂离子电池制造基本流程
正极配料→正极涂布（间歇）→正极制片
负极配料→负极拉浆（连续）→负极制片
→装配（卷绕）→激光焊→注液、预充→
化成→分容→入库储存→包装出货
2、制造流程介绍
2.1配料
2.1.1目的：以NMP或水为溶剂，采用真空搅拌方式，将电极活性物质、导电剂、胶进行
充分的物理混合，形成成分均匀的浆料。
2.2涂布(拉浆)
目的：将电极浆料均匀地涂敷在基体（集流体）的表面并经过烘箱干燥，形成干燥、均匀的电极极片。
2.3制片
目的：将涂布后的电极大片经过对辊、裁切，形成工艺标准所要求的电极小片（长度、宽度、厚度、刮粉位尺寸），将极耳焊接上去并进行相应的安全保护（贴胶纸）。
2.4装配
目的：将制备好的极片与隔膜卷绕成型、压扁后套入/甩入壳体内，然后将极耳通过焊接与盖板连接起来并压合盖版。
2.5激光焊
目的：通过激光将电池壳体与盖帽进行熔融焊接为一个整体，并形成一个密闭空间（除注夜孔处）。
2.6注液
目的：将电解液通过真空注液机从注夜孔注入到电池内部。
2.7预充
目的：用小电流对电池进行第一次充电，激活电池活性物质，释放第一次充电产生的废气；
2.8化成
目的：用小电流进一步对电池充电，完成电极活化过程.
河蚌怎么洗2.9分容
目的：将老化后的电池进行第一次放电，根据电池放出容量进行等级划分。
三、锂离子电池使用注意事宜
3.1锂离子电池过充时一方面损坏正极结构，影响电池寿命；另一方面在负
极表面析出锂枝晶，引起安全问题。
3.2锂离子电池短路时产生极大电流可能会伤害人，而且容易引起电池的安
全问题。
3.3为防止电池可能发生泄漏、发热、爆炸，请注意预防。
3.3.1警告
1．严禁将电池浸入海水或水中，保存不用时，应放置于阴凉干燥的环境中
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2．禁止将电池在热高温源旁，如火、加热器等使用和留置.
3．充电时请选用锂离子电池专用充电器.
4．严禁颠倒正负极使用电池.
5．严禁将电池直接接入电源插座
6．禁止将电池丢于火或加热器中.
7．禁止用金属直接连接电池正负极短路.
8．禁止将电池与金属，如发夹、项链等一起运输或贮存.
9．禁止敲击或抛掷、踩踏电池等.
3.3.2小心
1．禁止在高温下（炙热的阳光下或很热的汽车中）使用或放置电池，否则可能会引起电池过热、起火或功能失效、寿命减短.二十年后的家乡五年级作文500字
2．禁止在强静电和强磁场的地方使用，否则易破坏电池安全保护装置，带来不安全的隐患.
3．如果电池发生泄露，电解液进入眼睛，请不要揉擦，应用清水冲洗眼睛，并立即送医，否则会伤害眼睛.
4．如果电池发出异味，发热、变、变形或使用、贮存，充电过程中出现任何异常，立即将电池从装置或充电器中移离并停用.
5．如果电极弄脏，使用前应用干布抹净，否则可能会导致接触不良功能失效.
6．废弃之电池应用绝缘纸包住电极，以防起火、爆炸.
7．禁止直接焊接电池和用钉子或其它利器刺穿电池.

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