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1、锂离子电池基础知识Sept., 2010锂离子电池的历史人类对便携能源的追求：高能量密度，高性能，方便快捷，经济环保不懈追求高能电池锂电池聚合物电解质安全问题炭负极聚合物锂离子繁荣的锂离子电池石墨负极锂离子Li固体电解质安全活性材料二次电池70年代1989 年1993 年90 年代应用领域的深化和拓展锂离子电池应用锂离子电池种类按外形：圆柱形、方形、异形按包装材质：钢壳、铝壳、铝塑软包装按电解液：液态锂离子、凝胶聚合物、固体聚合物按构造：层叠式、卷绕式按性能：高能量、高功率（高倍率）按应用：便携小器件、电动能源锂离子电池特点优点：能量密度高单电池电压高污染小，绿色环保不足:安全（在逐步提高）价
2、格（现在很便宜了）锂离子电池的构造五要素：正极材料：含锂的过渡族金属化合物负极材料：炭材料隔离膜：PP、PE类电解液：含锂盐的有机电解液包装：软包装、钢壳、铝壳锂离子电池正极材料种类：Ni、Co、Mn的化合物：钴酸锂，镍锰钴锂，镍钴锂，尖锰磷酸盐类：磷酸铁锂，磷酸钒锂结构：层状结构三维隧道结构特点（钴酸锂）：蓝黑色固体粉末易吸潮真实密度5g/cc，振实密度2.5g/cc，粒度8um容量140mAh/g钴酸锂钴原子层、氧原子层和锂原子层交替堆叠而成的层状晶体结构化学式：LixCoO2通过高温烧结制造的陶瓷材料钴氧锂钴酸锂的电性能可逆容量：140mAh/g平台: 3.9-4.0V电压范围: 3.0
3、-4.3V01505010034VmAh/gIrrRev首次充电首次放电钴酸锂的电性能LiCoO2过充区域过充区域安全使用范围安全使用范围3.04.05.0LiCoO2Li0.5CoO2Li0.8CoO2极度危极度危险区域险区域完全失完全失效区域效区域0mAh/g137mAh/g200mAh/g锂离子电池负极材料种类：炭材料家族：人造石墨、天然石墨、硬炭非炭类：硅炭、锡合金结构（石墨）：层状结构特点：黑色固体粉末真实密度2.2g/cc，振实密度1.1g/cc，粒度20um容量340mAh/g石墨和石墨层间化合物锂离子存储在石墨层中，以一定的结构形式存在，形成化合物LixC6(0x 1) ，称之
4、为石墨层间化合物（GICs)，不同x对应不同状态GICs。石墨的电性能几个平台？平台：0.3-0.05V可逆容量：300-360mAh/g不可逆容量：首次充电过程损失部分RevIrrSEI充电后的负极石墨颜色变化黑色淡蓝色黄褐色金黄色观察我们的负极化学活性非常活泼，遇空气易氧化，遇水剧烈反应拆电池时要注意热稳定性温度越高越活泼，热稳定性差锂离子电池电解液溶剂有机碳酸脂溶剂环状脂：EC、PC、GBL链状脂：DEC、DMC、EMC、MPC盐大阴离子锂盐LiPF6、LiBF4特点：密度：1.2g/cc电导率：8mScm粘度：3.5mPas（大约是水的三倍）要求极低的水分含量（我们在充氮气手套箱中灌注
5、电解液）控制HF含量锂离子电池电解液电解液作用环状脂的作用：电解质盐强电离溶剂高沸点链状脂的作用：稀释电解液部分电离盐的作用一般使用状态：2550环状脂7550链状脂 1M LiPF6水分、HF20ppm电解液对电池的影响SEI电解液对SEI层质量起主导作用内阻产生一定的内阻大电流时的浓差极化较大热稳定性高温时部分溶剂可能气化，鼓胀电池盐在高温下分解加速安全有氧化燃烧的危险锂离子电池隔离膜多孔有机高分子膜（某些聚合物电池例外）：PP膜、PE膜、复合膜特点：孔隙率：45孔径：500（20容量衰减）环境影响：3040度表现最佳，50度衰减加速较大为什么会衰减？材料界面倍率性能一般使用对倍率的要求约
6、1C大电流电池要求很高的倍率放电性能，如5C，10C等。自放电自放电比较小，常温存储5/月。正常自放电来源？自蚀内部微电流消耗异常情况？微短路杂质腐蚀材料不稳定高温存储测试在某种SOC下，一定温度下存储后的容量保持率、内阻变化和厚度增长。一般测试温度有60、80、85度对软包装电池，最重要的是厚度增长不能超标（一般要求90（25储存28天后）外包装材料铝塑膜电动车电池组基本参数项目目小箱体小箱体大箱体大箱体备注注数量数量7 7个个3 3个个共共1010个个每箱每箱电池数量池数量3232支支6464支支每每车总计416416支支组合方式合方式4 4并并8 8串串4 4并并1616串串额定定电压30.430.4V60.860.8V电压范范围242433.6V33.6V484867.2V67.2V单体体3.03.04.2V4.2V绝缘电阻阻50M50M50M50M使用使用AC1000VAC1000V摇表表测试箱体箱体尺寸尺寸长4654651mm1mm8088081mm1mm宽8088081mm1mm8088081mm1mm高高3313311mm1mm3313311mm1mm重量重量1341341kg1kg2422421kg1kgBMSBMS内置内置内置内置工作工作电压DC24VDC24V
