比克电池知识学习

《比克电池知识学习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《比克电池知识学习（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1锂离子锂离子电池电池锂离子电池的诞生锂离子电池的诞生 电池行业中一些常见的术语电池行业中一些常见的术语锂离子电池的原理锂离子电池的原理锂离子电池的基本结构锂离子电池的基本结构 我司锂电池的原材料状况我司锂电池的原材料状况锂离子电池的基本工艺流程锂离子电池的基本工艺流程锂离子电池的基本性能锂离子电池的基本性能我司锂电池的特点及应用说明我司锂电池的特点及应用说明电池检测标准电池检测标准有关成品电池的知识与组装的基本流程有关成品电池的知识与组装的基本流程2锂离子电池的诞生锂离子电池的诞生任何事物的诞生都有一定的背景。锂离子电池的产生同样也离不任何事物的诞生都有一定的背景。锂离子电池的产生同样也离不

2、开这一点。开这一点。20C60、70年代发生的石油危机迫使人们去寻找新的替代年代发生的石油危机迫使人们去寻找新的替代能源。能源。由由于于金金属属锂锂在在所所有有金金属属中中是是最最轻轻、氧氧化化还还原原电电位位最最低低、质质量量能能量量密密度度最最大大，因因此此它它成成为为了了潜潜在在的的替替代代能能源源之之一一。同同时时，随随着着科科学学技技术术的的发发展展和和人人民民物物质质文文化化生生活活的的提提高高，特特别别是是随随着着空空间间技技术术的的发发展展和和军军事事装装备备的的需需求求，信信息息和和微微电电子子工工业业的的迅迅猛猛发发展展带带来来了了大大量量工工业业用用、民民用用、医医用用和

3、和便便携携式式电电子子产产品品的的问问世世，以以及及环环境境保保护护意意识识的的增增强强，人人们们对对体体积积小小、重重量量轻轻、安安全全可可靠靠、无无污污染染，可可反反复复充充电电使使用用的的电电池池的的需需求求更更加加迫迫切切。锂锂离离子子电电池池就就是是在在这这种种形形式式下下迅迅速速发发展展起起来来的的新新兴兴高高能能二二次次电池。电池。从理论上，与一般的原电池相比，锂离子电池有明显的优点：从理论上，与一般的原电池相比，锂离子电池有明显的优点：a.电电压压高高：是是一一般般Ni-Cd、Ni-MH的的3倍倍b.储储能能密密度度高高c.工工作作温温度度范范围围宽宽：一一般般能能在在2545

4、（随随着着电电解解质质和和正正极极材材料料的的改改进进，有有望望拓拓宽宽到到4070）工工作作d.持持续续输输出出功功率率大大（比比功功率率大大）e.放放电电平平稳稳、循循环环性能优越，无记忆效应性能优越，无记忆效应f.储存时间长，工作寿命长等。储存时间长，工作寿命长等。 37070年代末到年代末到年代末到年代末到8080年代可以说是世界锂电池探索萌芽的十几年。到年代可以说是世界锂电池探索萌芽的十几年。到年代可以说是世界锂电池探索萌芽的十几年。到年代可以说是世界锂电池探索萌芽的十几年。到19911991年，日年，日年，日年，日本索尼公司率先推出第一块锂离子电池，并实现了商业化生产。本索尼公司率

5、先推出第一块锂离子电池，并实现了商业化生产。本索尼公司率先推出第一块锂离子电池，并实现了商业化生产。本索尼公司率先推出第一块锂离子电池，并实现了商业化生产。19951995年，人们年，人们年，人们年，人们发明了聚合物锂离子电池，发明了聚合物锂离子电池，发明了聚合物锂离子电池，发明了聚合物锂离子电池，19991999年开始商品化生产。年开始商品化生产。年开始商品化生产。年开始商品化生产。 我们国家对锂离子电池产业的发展也非常重视，但从国内目前的发展状况而我们国家对锂离子电池产业的发展也非常重视，但从国内目前的发展状况而我们国家对锂离子电池产业的发展也非常重视，但从国内目前的发展状况而我们国家对锂

6、离子电池产业的发展也非常重视，但从国内目前的发展状况而言，关键技术还是掌握在日本和美国手中。例如，隔膜材料：目前国内锂电池言，关键技术还是掌握在日本和美国手中。例如，隔膜材料：目前国内锂电池言，关键技术还是掌握在日本和美国手中。例如，隔膜材料：目前国内锂电池言，关键技术还是掌握在日本和美国手中。例如，隔膜材料：目前国内锂电池厂家仍需要进口（而日本宇部、旭化成，美国厂家仍需要进口（而日本宇部、旭化成，美国厂家仍需要进口（而日本宇部、旭化成，美国厂家仍需要进口（而日本宇部、旭化成，美国CELGARDCELGARD、ENTEKENTEK都是掌握都是掌握都是掌握都是掌握主要技术的厂家）。因此，我们要进

7、一步参与国际竞争，必须在电池的原材料主要技术的厂家）。因此，我们要进一步参与国际竞争，必须在电池的原材料主要技术的厂家）。因此，我们要进一步参与国际竞争，必须在电池的原材料主要技术的厂家）。因此，我们要进一步参与国际竞争，必须在电池的原材料上有所新的突破。上有所新的突破。上有所新的突破。上有所新的突破。4电池行业中一些常见的术语电池行业中一些常见的术语 一次电池（一次电池（primarybattery）:只能进行一次放电的电池，不能进行只能进行一次放电的电池，不能进行充电而再利用。充电而再利用。二次电池（二次电池（secondarybattery）:可反复进行充电、放电而多次使用可反复进行充电

8、、放电而多次使用的电池，也叫蓄电池或充电电池（的电池，也叫蓄电池或充电电池（rechargeable）。）。正极（正极（positive electrodepositive electrode）: cathode : cathode 放电时，电子从外部电路流放电时，电子从外部电路流入电位较高的电极。入电位较高的电极。 负极（负极（negative electrodenegative electrode）: anode : anode 放电时，电子从外部电路流出放电时，电子从外部电路流出电位较低的电极。电位较低的电极。 额定容量（额定容量（rated capacityrated capacity

9、）: : 制造商标明的电量值制造商标明的电量值C C5 5mAhmAh，即充满，即充满电的电池在电的电池在2020下以下以0.2C0.2C的标准实验电流放电到终止电压（的标准实验电流放电到终止电压（2.75V2.75V）时所能放出的电量值。时所能放出的电量值。 循环寿命（循环寿命（cycle lifecycle life）: : 电池在一定条件下（电池在一定条件下（200.2 C200.2 C5 5）, ,反复反复充放电，当电池容量等性能达到规定的要求以下时所发生的充放电次充放电，当电池容量等性能达到规定的要求以下时所发生的充放电次数（容量低于数（容量低于60%60%）。）。 5内阻（内阻（i

10、nternalresistance）:电池正极与负极之间的电阻，是集流体、电极活性电池正极与负极之间的电阻，是集流体、电极活性物质、隔膜、电解液的电阻之和，理论上，其值越小性能越好。电池内阻是锂离物质、隔膜、电解液的电阻之和，理论上，其值越小性能越好。电池内阻是锂离子电池性能的重要参数。电池内阻的数值不仅影响了电池的功率特性、电池的放子电池性能的重要参数。电池内阻的数值不仅影响了电池的功率特性、电池的放电倍率，同时也是电池内部结构特性的一个重要表征。电倍率，同时也是电池内部结构特性的一个重要表征。 标称电压（标称电压（nominal voltagenominal voltage）: : 电池电

11、池0.2 C0.2 C放电时全过程的平均电压，是一个近放电时全过程的平均电压，是一个近似数值。（请问我们公司的锂电池的标称电压是似数值。（请问我们公司的锂电池的标称电压是2.75V2.75V、3.7V3.7V、4.2V4.2V？）？）放电平台（放电平台（discharge curvedischarge curve）: : 放电平台是电池放电曲线的一个直接的表征。放电平台是电池放电曲线的一个直接的表征。即电池完全充电后，以一定速率的电流放电时，电压下降相对缓慢的那段时间。即电池完全充电后，以一定速率的电流放电时，电压下降相对缓慢的那段时间。通常以通常以1C1C放电至放电至3.6V3.6V的时间表

12、示放电平台。我们公司锂电池的放电平台达的时间表示放电平台。我们公司锂电池的放电平台达4848分钟分钟以上，放电曲线很好。以上，放电曲线很好。放电容量（放电容量（discharge capacitydischarge capacity）: : 电池放电时所释放出的电荷量。电池放电时所释放出的电荷量。 放电深度（放电深度（depth of dischargedepth of discharge）: : 表示放电程度的一个量度。为放电容量与总表示放电程度的一个量度。为放电容量与总放电容量的比值。放电容量的比值。 自放电自放电(self discharge)：是指电池在没有对外做功的情况下，其自身内：

13、是指电池在没有对外做功的情况下，其自身内部物质发生化学反应而致使电池能量（容量）损失的现象。如自放电较部物质发生化学反应而致使电池能量（容量）损失的现象。如自放电较大的电池往往表现为储存一段时间后出现低电压（或零电压）的现象。大的电池往往表现为储存一段时间后出现低电压（或零电压）的现象。 6锂离子电池的原理锂离子电池的原理 电极反应如下：电极反应如下： 正极：正极：LiCoO2Li1-xCoO2+xLi+xe- 负极：负极：6C+xLi+xe-LixC6总的反应：总的反应：LiCoO2+6CLi1-XCoO2+LiXC6锂锂离离子子电电池池的的正正负负极极均均采采用用可可供供锂锂离离子子（Li

14、+）自自由由脱脱嵌嵌的的活活性性物物质质，当当电电池池充充电电时时，锂锂离离子子从从正正极极进进入入溶溶液液(电电解解液液)转转到到负负极极中中去去，放放电电时时锂锂离离子子又又从从负负极极进进入入溶溶液液转转入入正正极极，锂锂离离子子进进入入电电极极的的过过程程叫叫做做嵌入，从电极出来的过程叫做脱嵌。嵌入，从电极出来的过程叫做脱嵌。7锂离子电池的基本结构锂离子电池的基本结构负极隔膜纸电解液壳体盖板正极锂离子电池8同同所所有有的的化化学学电电源源一一样样，锂锂离离子子电电池池也也由由正正极极、负负极极和和电电解解液液组组成成。但但为为了了使使其其性性能能更更优优越越，更更便便于于人人们们使使用

15、用，于于是是我我们们现现在在的的锂锂离离子子电电池池便便在在原原电电池池的的基基础础上上增增加加了了一一些配件，如隔膜纸、壳体、盖板等。些配件，如隔膜纸、壳体、盖板等。1.1.正正极极: :电电池池反反应应的的主主体体，主主要要反反应应活活性性物物质质为为LiCoO2，电电池池反反应应过过程程中中Li+的的提提供供者者，正正极极片片是是由由LiCoO2粉粉末末调调成成膏状涂覆在铝箔上烘干压制而成。膏状涂覆在铝箔上烘干压制而成。2.负负极极：与与正正极极匹匹配配成成为为电电池池反反应应的的另另一一个个主主体体，主主要要反反应应活活性性物物质质为为C，电电池池反反应应过过程程中中Li+的的接接收收

16、者者，负负极极片片是是由由石墨粉末调成膏状涂覆在铜箔上烘干压制而成。石墨粉末调成膏状涂覆在铜箔上烘干压制而成。93. 3.隔膜纸：置于正极与负极之间起隔离作用，主要是防止正极隔膜纸：置于正极与负极之间起隔离作用，主要是防止正极隔膜纸：置于正极与负极之间起隔离作用，主要是防止正极隔膜纸：置于正极与负极之间起隔离作用，主要是防止正极与负极直接接触而导致电池内部短路。它可以让电解液中的与负极直接接触而导致电池内部短路。它可以让电解液中的与负极直接接触而导致电池内部短路。它可以让电解液中的与负极直接接触而导致电池内部短路。它可以让电解液中的锂离子自由穿过，但可防止电子穿透，从而起隔离作用。锂离子自由穿

17、过，但可防止电子穿透，从而起隔离作用。锂离子自由穿过，但可防止电子穿透，从而起隔离作用。锂离子自由穿过，但可防止电子穿透，从而起隔离作用。4. 4.电解液：电池反应过程中，作电解液：电池反应过程中，作电解液：电池反应过程中，作电解液：电池反应过程中，作LiLi+ +来回移动的载体，一般采来回移动的载体，一般采来回移动的载体，一般采来回移动的载体，一般采用用用用LiFLiF6 6作电解质溶解于作电解质溶解于作电解质溶解于作电解质溶解于EC/DMC/EMCEC/DMC/EMC等混合酯类物质中而形等混合酯类物质中而形等混合酯类物质中而形等混合酯类物质中而形成有机电解液。成有机电解液。成有机电解液。成

18、有机电解液。 5. 5.壳体：电池反应系统的容器。目前，我公司主要以钢壳和铝壳体：电池反应系统的容器。目前，我公司主要以钢壳和铝壳体：电池反应系统的容器。目前，我公司主要以钢壳和铝壳体：电池反应系统的容器。目前，我公司主要以钢壳和铝壳为基本壳体。壳为基本壳体。壳为基本壳体。壳为基本壳体。 6. 6.盖板：主要由上盖、密封圈和铆钉组成。盖板主要是起电池盖板：主要由上盖、密封圈和铆钉组成。盖板主要是起电池盖板：主要由上盖、密封圈和铆钉组成。盖板主要是起电池盖板：主要由上盖、密封圈和铆钉组成。盖板主要是起电池反应体系的密封和输出正负极电流的作用。反应体系的密封和输出正负极电流的作用。反应体系的密封和

19、输出正负极电流的作用。反应体系的密封和输出正负极电流的作用。10我司锂电池的原材料状况我司锂电池的原材料状况 钢壳电池钢壳电池 铝壳电池铝壳电池 正极材料正极材料: 中信国安中信国安 振华、瑞翔等振华、瑞翔等 负极材料负极材料: 长沙石墨等长沙石墨等 大阪煤气大阪煤气(Osaka Gas )隔膜材料隔膜材料:日本宇部日本宇部( (UBE ) ) 日本宇部日本宇部( (UBE ) ) 美国美国CELGARDCELGARD、ENTEKENTEK等等 电解液电解液: : 张家港、金牛等张家港、金牛等 Ferro( (美国美国) ) 铜铜 箔箔: UNITED COPPER FOILS 惠州联合惠州联

20、合铝铝 箔箔: ALCOA(SHANGHAI)上海美铝上海美铝 钢钢 壳壳: 路华路华铝铝 壳壳: 同力同力锂离子电池的工艺流程锂离子电池的工艺流程装配化成涂布制浆锂离子电池的主要工序： 用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正、负极极片。 按正极片-隔膜-负极片-隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，再经过注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。 用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，待出厂。 12铝

21、壳电池生产工艺流程图 过 筛 烘 烤 称 料 干混 打 胶 配 料 拉 浆 连续压片 裁大片 分切小片 超铆焊 卷 绕 压扁 粘胶纸 热 压 入 壳 点焊负极 超焊正极 卡盖板 激光焊 涂渗透液 测 漏 称 重 烘 烤 注 液 烘 烤 化成分容 入库 出货 搁 置 预充 负压封口 除锈膏擦洗 预充电 13锂离子电池的基本性能 锂离子电池作为二次电池，它具有二次电池的共性，锂离子电池作为二次电池，它具有二次电池的共性，目前，轻工行业、电子行业和通讯行业在评价一个目前，轻工行业、电子行业和通讯行业在评价一个二次电池性能时，往往从以下几个方面着手：二次电池性能时，往往从以下几个方面着手： （1）容容

22、量量（2）标标称称电电压压（3）内内阻阻（4）放电平台）放电平台（5）循环寿命）循环寿命（6）荷电保持能（）荷电保持能（7）安全性能）安全性能（8）储存性能）储存性能（9）高、低温放电性能）高、低温放电性能（10）外观尺寸）外观尺寸14我司锂电池的特点及应用说明 目前，我们公司开发了很多种型号的电芯，种类相对比较齐全.其共同特点为外观尺寸好、容量较高、平台较好、低温放电性能良、内阻一致性较好，其综合性能在国内市场居一流水平。在深圳的几家锂电池公司其产品性能简介如下： 比亚迪：容量高、外观尺寸好，但平台不高，循环衰减快，一致性也不是很理想。 邦凯：循环性能好，平台一般，一致性较高，但容量不高，电

23、池超厚较严重。 华粤宝：外观尺寸较好，但容量偏低，循环衰减快。 环宇达：容量、平台一般、储存性能差（储存时电压下降快，容量下降快，微短路现象较严重）。 15 由此可见，从目前客户的要求及检测项目（容量、平台、电由此可见，从目前客户的要求及检测项目（容量、平台、电压）来看，我公司电芯的综合性能应处于中上水平。另外，从我公司自压）来看，我公司电芯的综合性能应处于中上水平。另外，从我公司自身技术开发角度来说，身技术开发角度来说，053048053048、423048423048等容量在等容量在600mAh600mAh以下的电芯，以下的电芯，无论是容量还是平台在国内市场都绝对处于优势地位。另外，在安全

24、性无论是容量还是平台在国内市场都绝对处于优势地位。另外，在安全性能方面，我们从自身制程上作了很多的工艺改进，并且在国内率先开发能方面，我们从自身制程上作了很多的工艺改进，并且在国内率先开发投产了防爆系列产品。但是，作为业务人员，我们还得与客户加强沟通，投产了防爆系列产品。但是，作为业务人员，我们还得与客户加强沟通，要让客户的加工工艺符合锂离子电池的使用说明，下面我再提一下我们要让客户的加工工艺符合锂离子电池的使用说明，下面我再提一下我们电芯的使用说明：电芯的使用说明： 16（一）充放电条件限制： 1.充电电流：1C 2.充电上限电压：(4.200.05)V 3.放电下限电压：(2.750.05

25、)V 或(3.000.05)V 4.工作温度：充电 045 放电 20 +25（二）储存环境要求： 1.温度：三个月内 20 +45 一年内 20 +25 2.湿度：RH:（6520）% 17（三）注意事项：（三）注意事项： 1.不得将电池投入火中，或储存在高温的环境里。不得将电池投入火中，或储存在高温的环境里。 2.不要在充电器或设备里将电池正、负极直接连接。不要在充电器或设备里将电池正、负极直接连接。 3.在运输、传送或储存过程中，不得有任何金属物品与电池在运输、传送或储存过程中，不得有任何金属物品与电池混装，以免造成电池正负极短接。混装，以免造成电池正负极短接。 4.不得有任何利器、重物

26、撞伤电池外形结构。不得有任何利器、重物撞伤电池外形结构。 5.5.不得将电池淹没在水中，或让雨水弄湿，弄潮。不得将电池淹没在水中，或让雨水弄湿，弄潮。6.不得将电池储存在有腐蚀性气体（或液体）的环境中。不得将电池储存在有腐蚀性气体（或液体）的环境中。 7.不得与废旧电池或不得与废旧电池或NiMH电池、电池、CdNi电池混合使用。电池混合使用。 18电池检测标准电池检测标准1.0.2C5A放电性能放电性能(20) :满电后满电后,以以0.2C5A电流放电到终止电压电流放电到终止电压2.75V，检测放电时间。检测放电时间。 5h2.1C5A放放电电性性能能(20) :满满电电后后,以以1C5A电电

27、流流放放电电到到终终止止电电压压2.75V，检测放电时间。检测放电时间。 57min3.3.高高温温性性能能(552) :满满电电后后,将将电电池池放放入入552的的高高温温箱箱中中恒恒温温2h，然然后后以以1C5A电电流流放放电电至至终终止止电电压压2.75V，检检验验放放电电时时间间和和目目测外观。测外观。 4. a)放放电电时时间间应应不不低低于于54min。b)该该试试验验结结束束后后，将将电电池池取取出出在在环环境境温温度度205的的条条件件下下搁搁置置2h,然然后后目目测测电电池池外外观观，应应无无变变形形、爆裂。爆裂。 194.低温性能低温性能(202):充电后充电后,将电池放入

28、将电池放入202的低温箱中恒的低温箱中恒温温24h后后,以以0.2C5A电流放电至终止电压电流放电至终止电压2.75V，检测放电时间和目测外，检测放电时间和目测外观。观。a)a)放电时间应不低于放电时间应不低于4h4h。(容量可以保持在容量可以保持在80%以上以上)b)b)该试验结束后，将电池取出在环境温度该试验结束后，将电池取出在环境温度205205的条件下搁置的条件下搁置2h2h，然后目测电池外观，应无变形，无爆裂。然后目测电池外观，应无变形，无爆裂。 5.5.荷电保持和恢复能力荷电保持和恢复能力: :充电后搁置充电后搁置28d28d，检测电池电压、荷电保持能，检测电池电压、荷电保持能力与

29、荷电恢复能力力与荷电恢复能力. .a)a)荷电保持能力测试放电时间应不低于荷电保持能力测试放电时间应不低于4.25h4.25h，电池电压不低于，电池电压不低于4.10V4.10V。b) b) 荷电恢复能力测试放电时间应不低于荷电恢复能力测试放电时间应不低于4.5h4.5h。 6.6.循环寿命循环寿命 : 300 : 300次次 一级市场一级市场 400 Nokia 500 400 Nokia 500 207.恒定湿热性能恒定湿热性能 :充电结束后，将电池放入充电结束后，将电池放入402，相对湿，相对湿 度为度为90%95%的恒温恒湿箱中搁置的恒温恒湿箱中搁置48h后，将电池取出在环后，将电池取

30、出在环境温度境温度205的条件下搁置的条件下搁置2h，目测电池外观。再以，目测电池外观。再以1C5A电流放电至电流放电至2.75V,检测放电时间。检测放电时间。 a) a)电池外观应无变形，锈蚀，冒烟或爆炸。电池外观应无变形，锈蚀，冒烟或爆炸。 b) b)放电时间应不低于放电时间应不低于48min48min。8.8.过充过充(3C/4.8V):(3C/4.8V):电池充满电后电池充满电后, ,将其连接正负极于恒压电源，将其连接正负极于恒压电源，调节电流至调节电流至3C5A电压为电压为4.84.8V，然后对电池以，然后对电池以3C5A充电，直充电，直到电池电压为到电池电压为4.8V，恒压，恒压2

31、h。 电池应不起火、不爆炸。电池应不起火、不爆炸。 219.短路短路:电池充满电后电池充满电后,改为恒压充电，充电截止电流为改为恒压充电，充电截止电流为10mA，最长充电时间不大于，最长充电时间不大于8h，停止充电。然后短路电池正负极，停止充电。然后短路电池正负极(线路总电阻不大于线路总电阻不大于10m)，保持两小时。，保持两小时。 电池应不起火、不爆炸。电池应不起火、不爆炸。 10.贮存贮存 :电池放电完毕后电池放电完毕后,以以1C5A充电充电0.5h，停止充电。然，停止充电。然后在环境温度后在环境温度205，相对湿度，相对湿度45%85%的环境中贮存，的环境中贮存，贮存贮存12个月后，个月

32、后，检测放电时间检测放电时间 . 放电时间不低于放电时间不低于4小时。小时。( (容量保持容量保持80%80%以上以上) ) 2211.持续充电持续充电:在环境温度在环境温度205的条件下，以的条件下，以1C5A电流放电流放电到终止电压电到终止电压2.75V。然后以。然后以1C5A充电，当电池端电压达到充电，当电池端电压达到充电限制电压充电限制电压4.2V时，改为恒压充电，保持时，改为恒压充电，保持28d，停止充电。，停止充电。 不泄漏、不泄气、不爆炸、不起火。不泄漏、不泄气、不爆炸、不起火。 12.高温贮存高温贮存: :满电后满电后, ,将电池放于将电池放于752752烘箱中，搁置烘箱中，搁置48h48h。 不泄漏、不泄气、不爆炸、不起火。不泄漏、不泄气、不爆炸、不起火。 23Thank you!