锂电池的设计与研发

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1、锂电池的设计与研发锂电池的设计与研发主要内容第一部分：基础篇第一部分：基础篇第一部分：基础篇第一部分：基础篇一一 电池基本结构、原理电池基本结构、原理二二 电池种类电池种类三三 电池功能特点电池功能特点四四 电池的用途电池的用途五五 电池的常用术语电池的常用术语第二部分：设计篇第二部分：设计篇一电池设计相关参数二设计思路三尺寸设计四安全性能设计第三部分：研发篇第三部分：研发篇一目前研发的主要方向二电池研发成果的必要条件三研发实验的设计四实验报告的书写第一部分基础篇一一 锂电池基本结构、原理锂电池基本结构、原理电池的结构组成电池的结构组成（六大组成）六大组成）正极正极负极负极 隔膜隔膜铝镍带铝镍

2、带电解液电解液壳体壳体电池原理：二锂电池种类：根据材料分：钴系锰系铁系电池根据壳体分：钢壳铝壳软包电池根据功能分：常规倍率动力电池根据使用环境分：低温高温电池根据形状分：方形圆柱其他：折叠弯曲异型三电池功能特点一一 比容量高比容量高 酸酸 镉镉 镍镍 锂锂354150-80120-160140-180Wh/kg354150-80120-160140-180Wh/kg二二 电压高电压高三三 体积小体积小 重量轻（重量轻（24V24V相当于市面上铅酸电池的相当于市面上铅酸电池的1/71/7重量，重量，36V36V电池电池重量仅重量仅3KG,3KG,相当于市面上铅酸电池的相当于市面上铅酸电池的1/6

3、1/6重量重量. .）四四 长循环长循环五五 自放电小自放电小 六六 无记忆效应无记忆效应 七七 无污染无污染 环保环保 八八四电池的用途移动电话、MP3MP4蓝牙笔记本电脑、小型摄像机、电动工具电动车、UPS备用电源，军事用途等等.凡是能用电的设备基本上都能用上！凡是能用电的设备基本上都能用上！五锂电池的常用术语11容量容量 （放电容量（放电容量 充电容量充电容量 额定容量额定容量 设计容量设计容量 标称容量标称容量 平台容量平台容量 ）22电压电压 （标称电压（标称电压 开路电压开路电压 闭路电压闭路电压 平台电压平台电压 上限电压上限电压 截止电截止电压压 中值电压中值电压 平均电压）平

4、均电压） 3内阻内阻（极化内阻（极化内阻 欧姆内阻欧姆内阻 静态内阻静态内阻 动态内阻动态内阻 ）4恒流充电5恒流放电6搁置7循环8活化9化成10分容11自放电1212放电率放电率放电率放电率1313荷保持荷保持1414记忆效应记忆效应记忆效应记忆效应 1515放电电流放电电流放电电流放电电流16 16 贮存寿命贮存寿命贮存寿命贮存寿命 1717过充过充1818过放过放1919短路短路 2020自放电自放电2121倍率倍率第二部分：设计篇第二部分：设计篇设计的目的：满足客户的要求！客户的常见要求有哪些？容量电压内阻尺寸平台循环一一 电池设计相关参数电池设计相关参数:型号：电池外壳的尺寸型号：电

5、池外壳的尺寸型号：电池外壳的尺寸型号：电池外壳的尺寸 433450A 433450A容量：电池的容量：电池的容量：电池的容量：电池的1C1C的放电容量的放电容量的放电容量的放电容量 800 mAh 800 mAh面密度：单位面积的敷料重量面密度：单位面积的敷料重量面密度：单位面积的敷料重量面密度：单位面积的敷料重量 42mg/cm 42mg/cm2 2克容量克容量克容量克容量 ：单位重量的活性物质释放的容量值：单位重量的活性物质释放的容量值：单位重量的活性物质释放的容量值：单位重量的活性物质释放的容量值 142mAh/g 142mAh/g压实密度：单位体积的敷料重量压实密度：单位体积的敷料重量

6、压实密度：单位体积的敷料重量压实密度：单位体积的敷料重量 3.8g/cm 3.8g/cm3 3铝镍带宽：铝镍带宽：铝镍带宽：铝镍带宽：mmmm隔膜厚度：隔膜厚度：隔膜厚度：隔膜厚度：mmmm铜铝箔厚度*宽度：mm*mm辊压厚度：mm卷针宽：mm正负极容量比:%二工艺设计主体材料的选用：主体材料的选用：主体材料的选用：主体材料的选用：正极材料：正极材料：四高四高 三稳三稳 一保一保 一低价一低价11比容量高比容量高22电压高电压高 33可逆容量高可逆容量高 44扩散率高扩散率高 55平台稳平台稳 66结构稳定结构稳定 77化学稳定化学稳定 88环保环保99便宜便宜电池的设计，最基本的就是要对所电

7、池的设计，最基本的就是要对所用的材料要求及性能必须了解用的材料要求及性能必须了解负极材料： 1 1 比容量高比容量高比容量高比容量高 2 2 比表面积小比表面积小比表面积小比表面积小 振实高振实高振实高振实高 3 3 结构稳定结构稳定结构稳定结构稳定 4 4 可逆容量高可逆容量高可逆容量高可逆容量高 5 5 电位高电位高电位高电位高 6 6 化学稳定性好，化学稳定性好，化学稳定性好，化学稳定性好，77环保环保环保环保 8 8 便宜便宜便宜便宜电解液11良好的良好的化学稳定性化学稳定性化学稳定性化学稳定性与电池的正负极活性物质和集流体不发生化学反应与电池的正负极活性物质和集流体不发生化学反应;

8、;22比较宽的比较宽的电化学稳定窗口电化学稳定窗口电化学稳定窗口电化学稳定窗口（电压）（电压）33较高的较高的离子电导率离子电导率离子电导率离子电导率，较低的电子电导率，较低的电子电导率; ;44具有良好的具有良好的成膜特性成膜特性成膜特性成膜特性，在炭负极材料表面形成致密稳定的钝化膜，在炭负极材料表面形成致密稳定的钝化膜; ;55合适的合适的温度范围温度范围温度范围温度范围( (高沸点一低熔点高沸点一低熔点); );66安全低毒，无环境污染。安全低毒，无环境污染。安全低毒，无环境污染。安全低毒，无环境污染。77便宜便宜便宜便宜 隔膜11化学、电化学稳定性化学、电化学稳定性22机械性能（刺穿机

9、械性能（刺穿 拉伸）拉伸）33反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性，反复充放电过程中对电解液保持高度浸润性，44隔膜材料与电极之间的界面相容性、隔膜材料与电极之间的界面相容性、55隔膜对电解质的保持性隔膜对电解质的保持性66闭孔温度低（闭孔温度低（120-135120-135）77熔点要高（大于熔点要高（大于165165）铝镍带1过流密度大2不易氧化3与电池内部物质不发生化学反应工艺设计思路工艺设计思路电池的设计，电池的设计，最重要的是能符合客户的要求最重要的是能符合客户的要求，针对，针对不同的用途，功能，设计出相应的电池。目前常见的电子产不同的用途，功能，设计出相应的电池。目前常见的电子产

10、品有：蓝牙耳机品有：蓝牙耳机MP3-MP4MP3-MP4普通手机普通手机3G3G手机手机 笔记本笔记本 航模航模 玩具玩具 电动工具电动工具 电动自行车电动自行车 。对于不同的产品，在其电池的。对于不同的产品，在其电池的设计上我们可以从几个方面来考虑：设计上我们可以从几个方面来考虑：1安全安全无论是用于那方面的电池，首当其充是的安全，确无论是用于那方面的电池，首当其充是的安全，确保电池在使用和储存过程中的安全，不高热不起火不爆炸。保电池在使用和储存过程中的安全，不高热不起火不爆炸。高热烫伤，起火烧伤，爆炸更危险！高热烫伤，起火烧伤，爆炸更危险！。2容量（功率）容量（功率） 即即能能够够支支持持

11、电电器器设设备备一一次次持持续续工工作作的的时时间间要要求求，比比如如：手手机机要要求求一一次次充充电电，能能使使用用三三天天，航航模模 玩玩具具飞飞机机一一次次能能飞飞3 3分分钟钟等等。33平台要求平台要求 电电池池一一次次放放电电 某某一一电电压压值值以以上上持持续续放放电电的的时时间间，比比如如：手手机机电电池池放放电电 到到3.6V3.6V后后，自自动动关关机机 ，就就要要求求我我们们的的电电池池3.6V3.6V电电压压平平台台的的时时间间越越长长越越好好，在在选选用用正正极极材材料料时时，会会根根据据材材料料的的特性来满足这一要求。特性来满足这一要求。4使用环境使用环境 电池在不同

12、的使用环境中，性能的发挥有很大的影响，比高电池在不同的使用环境中，性能的发挥有很大的影响，比高温温7070与低温与低温-20-20放出的容量有很大的差距。所以在设计放出的容量有很大的差距。所以在设计时根据使用环境来选择所需的材料（正极料时根据使用环境来选择所需的材料（正极料 电解液等）电解液等）55工作时峰值与持续电流工作时峰值与持续电流 用电器在不同的工作时间，输出电流有所不同，因此就得用电器在不同的工作时间，输出电流有所不同，因此就得根据不同的电流值来选用材料，比如：放电电流大的电池，根据不同的电流值来选用材料，比如：放电电流大的电池，我们在设计时，就得考虑面密度大小我们在设计时，就得考虑

13、面密度大小 ，电解液种类，极耳，电解液种类，极耳数量数量 ，点焊点的数量，极耳种类，引线的过流等等。，点焊点的数量，极耳种类，引线的过流等等。 6 6尺寸要求尺寸要求 现在各类普通电子产品都趋向轻而薄的观念，比如：手机现在各类普通电子产品都趋向轻而薄的观念，比如：手机超薄超薄MP3-MP4MP3-MP4也是薄而轻，蓝牙耳机更是小。所以在电也是薄而轻，蓝牙耳机更是小。所以在电池的设计上更要求我们开发一些克比容量高，压实高的新池的设计上更要求我们开发一些克比容量高，压实高的新材料，来满足产品的需要。材料，来满足产品的需要。7 7循环性能循环性能 长循环长循环8BMS8BMS（电源管理系统）的合理选

14、用（电源管理系统）的合理选用作为锂电池，我们在使用时，必须选用合理的作为锂电池，我们在使用时，必须选用合理的BMSBMS来对来对电池进行一系列的保持，如：过充电池进行一系列的保持，如：过充 过放，过流过放，过流 短路短路 均衡均衡 过温。好的过温。好的BMSBMS能使电池的使用寿命得以正常发挥。能使电池的使用寿命得以正常发挥。99成本成本 除了以上的考虑因素之外，成本也是在设计时重点为考除了以上的考虑因素之外，成本也是在设计时重点为考虑的，因为这关系到设计出来的产品，客户所能接受的价虑的，因为这关系到设计出来的产品，客户所能接受的价格是否有利可赚！用最低的成本，做出满足客户要格是否有利可赚！用

15、最低的成本，做出满足客户要求的产品。求的产品。除了利润除了利润 ，一切都，一切都 是假的！是假的！常见锂电池的使用参数：常见锂电池的使用参数： 常见电池设计时不同的要求常见电池设计时不同的要求常见电池设计时不同的要求常见电池设计时不同的要求 现对常识、参数、材料以及设计思路都有现对常识、参数、材料以及设计思路都有了一定的了解，下一步进行实际的尺寸工艺了一定的了解，下一步进行实际的尺寸工艺设计设计三尺寸设计下面以实际的电池型号来进行讲解：尺寸：电池型号：523450A1000mAh钴酸锂材料电池厚度5.2mm，电池宽度34mm，电池高度50mm第第 一步、列出相关的固定的参数：一步、列出相关的固

16、定的参数：正极克容量：正极克容量：142mAh/g142mAh/g负极克容量负极克容量 ：330mAh/g330mAh/g正极压实密度：正极压实密度：3.8g/cm3.8g/cm3 3 负极压实密度：负极压实密度：1.55g/cm1.55g/cm3 3正极钴酸锂比例：正极钴酸锂比例：94%94%负极石墨粉比例负极石墨粉比例94%94%隔膜厚度：隔膜厚度：0.0160.016极耳宽：极耳宽：4mm4mm对于一种体系，有的参数是固定的，在设计对于一种体系，有的参数是固定的，在设计时只要套进去就行了！时只要套进去就行了！11、小电池，一个卷芯，那么卷心最大厚度：、小电池，一个卷芯，那么卷心最大厚度：

17、= =电池厚度电池厚度- -壳体厚度壳体厚度=5.2-0.2*2=4.8mm=5.2-0.2*2=4.8mm（一（一般铝壳厚度为般铝壳厚度为0.2-0.30.2-0.3，不同地方可能不一样，但关系不大），不同地方可能不一样，但关系不大）2 2、卷芯高度，除去顶盖、卷芯高度，除去顶盖1mm1mm，底盖，底盖0.5mm0.5mm，塑料隔圈，塑料隔圈1.5mm1.5mm，预留空间，预留空间1mm1mm，那么卷芯，那么卷芯高度高度=50-1-0.5-1.5-1=46mm=50-1-0.5-1.5-1=46mm也就是说，隔膜可以是也就是说，隔膜可以是44mm44mm宽。一般我们做铝壳的话，可能选宽。一般

18、我们做铝壳的话，可能选20um20um的隔膜，做大电池的的隔膜，做大电池的话，隔膜就可能厚点，大概话，隔膜就可能厚点，大概25um25um到到35um35um都有。都有。3 3、负极宽度，负极肯定比隔膜窄，可以是、负极宽度，负极肯定比隔膜窄，可以是1mm1mm，也可以是，也可以是2mm2mm，看你怎么留了，在此假，看你怎么留了，在此假设设2mm2mm，那么负极宽度为，那么负极宽度为42mm42mm。（在做一些大型号电池时可适当加宽。（在做一些大型号电池时可适当加宽3-4mm)3-4mm)4 4、负极包住正极，那么正极比负极窄，、负极包住正极，那么正极比负极窄，1-3mm1-3mm，因为是小电池

19、，我们选，因为是小电池，我们选1mm1mm，正极宽度，正极宽度=44-1=43mm=44-1=43mm。第二步进行设计之旅：5 5、下面按照经验，假设正极双面密度、下面按照经验，假设正极双面密度=40.5mg/cm2=40.5mg/cm2，正极克容量，正极克容量140mAh/g,140mAh/g,活活性物质比例性物质比例94%94%；负极克容量；负极克容量320mAh/g320mAh/g，活性物质比例，活性物质比例94%94%。安全系数。安全系数=1.03=1.03（也可以更高，（也可以更高，1.11.1）那么我们可以计算出：负极双面密度那么我们可以计算出：负极双面密度=40.5*140*94

20、%/=40.5*140*94%/（320*94%320*94%）*1.05=18.45mg/cm2*1.05=18.45mg/cm26 6、正极材料可以压到、正极材料可以压到3.8g/cm33.8g/cm3；负极可以做到；负极可以做到1.6g/cm31.6g/cm3；铝箔；铝箔12um12um，铜箔，铜箔12um12um。7 7、那么可以计算出正负极厚度：正极片厚度、那么可以计算出正负极厚度：正极片厚度40.5/3.8*10+16=119um40.5/3.8*10+16=119um，负极片厚，负极片厚度度=18.45/1.6+10=127um=18.45/1.6+10=127um；8 8、那么

21、，卷绕一圈，有、那么，卷绕一圈，有2 2层，单层厚度层，单层厚度= =正极厚度正极厚度+ +负极厚度负极厚度+2+2层隔膜厚度层隔膜厚度=119+127+16*2=278um=119+127+16*2=278um，9 9、可见，总卷绕卷数、可见，总卷绕卷数= =卷芯厚度卷芯厚度/ /（单层厚度（单层厚度*2*2）=4.8*90%/=4.8*90%/（278/1000278/1000）=15.5=15.5圈，经取整：即负极有圈，经取整：即负极有1515折，正极折，正极1616折折 （90%90%为电池厚度的预留空间，厚度大小取值也不同，主为电池厚度的预留空间，厚度大小取值也不同，主要看材料的厚度

22、反弹来定）要看材料的厚度反弹来定）1010、计算卷针尺寸，卷针宽度、计算卷针尺寸，卷针宽度= =卷芯宽度卷芯宽度- -卷芯厚度卷芯厚度- -2=2=（34-0.20*234-0.20*2）-4.8-4.8）*92%=27mm*92%=27mm1111、计算正极片长度：正极长、计算正极片长度：正极长= =（层数（层数-2-2）* *双层卷绕厚度双层卷绕厚度+ +卷针宽卷针宽+ +卷针厚度卷针厚度+ +一层卷绕厚一层卷绕厚+ +卷针宽度）卷针宽度）* *（层数（层数-1-1）/2+/2+卷针宽卷针宽- -厚度厚度/2=/2=（16-16-2 2）*0.278*2+*0.278*2+（27+27+0

23、.5+0.26227+27+0.5+0.262）* *（16-116-1）/2+27-/2+27-5.2/2=505mm5.2/2=505mm，试卷时，微调尺寸。，试卷时，微调尺寸。计算负极长度：负极计算负极长度：负极= =正极长正极长- -针宽针宽- -尾刮粉位尾刮粉位-10-101313极耳宽度与厚度，小电池，极耳极耳宽度与厚度，小电池，极耳0.1*4mm0.1*4mm基本就基本就够了够了1414极片刮粉位：极片刮粉位：A A1010B B卷针宽卷针宽*2.7+3*2.7+3C=D+4*2C=D+4*2D=D=极耳宽极耳宽+ +（2424）E E卷针卷针-C/2-C/2ACBD15、计算容

24、量：设计容量=正极敷料量*克容量*活性物质比例=*140mAh/g*7.516*94%=1052mAh16、标称容量：一般设计时，设计容量约为标称容量的1.05%17、根据不同的情况，进行相应的调整，电池尺寸的设计，一般在电脑上编辑公式，只需要输入相应的参数2-5分钟就可以得出一份工艺。电池的设计，一方面要满足电性能的要求，另一方面必须电池的设计，一方面要满足电性能的要求，另一方面必须满足安全性的要求，一个产品的安全性成为重中之重，那满足安全性的要求，一个产品的安全性成为重中之重，那么电池的不安全因素主要的表现是什么么电池的不安全因素主要的表现是什么 ？那就是电池的：？那就是电池的：爆炸爆炸

25、起火！我们常常听说哪儿的电池爆炸，伤人，电池召起火！我们常常听说哪儿的电池爆炸，伤人，电池召回，电视新闻报到的也很多。就电池的安全设计从以下几回，电视新闻报到的也很多。就电池的安全设计从以下几个方面来考虑：个方面来考虑：一一 电池爆炸的原理是什么？电池爆炸的原理是什么？二二 引起电池爆炸的因素有哪些？引起电池爆炸的因素有哪些？三三 如何来保证电池的安全？如何来保证电池的安全？四安全性能设计一一 电池爆炸的原理是什么？电池爆炸的原理是什么？ 电池在受到热冲击、过充、过放、短路、振动、挤压等滥电池在受到热冲击、过充、过放、短路、振动、挤压等滥用状态下，电池内部的活性物质及电解液等组分间将发生用状态

26、下，电池内部的活性物质及电解液等组分间将发生化学、电化学反应，产生大量的热量与气体，引起电池的化学、电化学反应，产生大量的热量与气体，引起电池的升温，如果锂离子电池内部的热生成速率大于热散失速率升温，如果锂离子电池内部的热生成速率大于热散失速率, ,则体系内的反应温度就会不断上升，当热量和内压累积到则体系内的反应温度就会不断上升，当热量和内压累积到一定程度的时候，就会引起电池的燃烧或爆炸。一定程度的时候，就会引起电池的燃烧或爆炸。简单的说：就是电池内部出现高温简单的说：就是电池内部出现高温 高内压，超过电池壳体高内压，超过电池壳体的储压极限，壳体爆裂，内容物喷出，起火燃烧。的储压极限，壳体爆裂

27、，内容物喷出，起火燃烧。 引起爆炸燃烧的主要原因：引起爆炸燃烧的主要原因：引起爆炸燃烧的主要原因：引起爆炸燃烧的主要原因：短路短路 高温高温 高电压高电压二二 引起电池爆炸的因素有哪些？引起电池爆炸的因素有哪些？电池的系统制作过程，及各材料的配比和电池的使用，都电池的系统制作过程，及各材料的配比和电池的使用，都有可能引起电池爆炸隐患，可从：材料有可能引起电池爆炸隐患，可从：材料设计设计 使用三方使用三方面来来进行分析。面来来进行分析。11材料：材料：aa正极材料：其一正极材料：其一 从材料本身安全性来说，热稳定性从材料本身安全性来说，热稳定性LiNiO2LiNiO2LiNi0.8Co0.2O2

28、LiNi0.8Co0.2O2LiCoO2LiCoO2LiMn2O4LiMn2O4 LiFePO4LiFePO4LiNi3/8Co1/4Mn3/8O2LiNi3/8Co1/4Mn3/8O2当温度升高到一定值后，当温度升高到一定值后，材料分解，产生大量的热材料分解，产生大量的热 其二其二 从正极标的理论容量与实从正极标的理论容量与实际发挥的容量来看，没有脱嵌的锂离子越多，过充时，产际发挥的容量来看，没有脱嵌的锂离子越多，过充时，产生枝晶的可能性就越大，刺穿隔膜引起短路。理论值与实生枝晶的可能性就越大，刺穿隔膜引起短路。理论值与实际值相差越小，安全性就越高，钴酸锂际值相差越小，安全性就越高，钴酸锂2

29、70-140270-140锰酸锂锰酸锂148-110148-110 磷酸铁锂磷酸铁锂170-130170-130，且铁锂的电压只有，且铁锂的电压只有3.2V3.2V，安全性最高。安全性最高。热分解温度：钴：锰：铁锂热分解温度：钴：锰：铁锂180180：200200：220220bb隔膜隔膜 ：隔膜热闭孔性对电池的安全有很大的影：隔膜热闭孔性对电池的安全有很大的影响，当温度超过响，当温度超过120-135120-135度，如隔膜没有闭孔，度，如隔膜没有闭孔，电池继续升温，内压升高到极限，电池就会爆炸。电池继续升温，内压升高到极限，电池就会爆炸。如温度过高，隔膜会熔化，从而引起电池大面积如温度过高

30、，隔膜会熔化，从而引起电池大面积的短路，这就要求隔膜要有很高的熔点。的短路，这就要求隔膜要有很高的熔点。cc电解液：电解液在电池内即起到导电作用，同电解液：电解液在电池内即起到导电作用，同时又要能起到保护作用，当充电电压到一定值时，时又要能起到保护作用，当充电电压到一定值时，形成络合物，在电池内部形成大面积的断路，使形成络合物，在电池内部形成大面积的断路，使正负极通过电流减小，电池温度降低。正负极通过电流减小，电池温度降低。dd极耳（铝镍带）：在设计时，可能大家都没有太多的去极耳（铝镍带）：在设计时，可能大家都没有太多的去考虑这一因素，其实极耳是连接电池内外的桥梁，当短路考虑这一因素，其实极耳

31、是连接电池内外的桥梁，当短路时，会承受很大的电流，其通过的电流密度当超过极耳最时，会承受很大的电流，其通过的电流密度当超过极耳最大电流密度时，会产生大量的热，致电池内部温度升高，大电流密度时，会产生大量的热，致电池内部温度升高，内压增大。内压增大。ee壳体壳体: :钢壳钢壳 铝壳铝壳 软包，材料储高压能力比较：钢壳铝软包，材料储高压能力比较：钢壳铝壳软包，选用软包铝塑膜最为安全，这与它的封边有一壳软包，选用软包铝塑膜最为安全，这与它的封边有一定的关系定的关系 ，当压力超过最大内压值时，封口处破裂，气体，当压力超过最大内压值时，封口处破裂，气体排出，电池一般不会爆炸。排出，电池一般不会爆炸。22

32、设计设计 aa正负极容量比：电池在使用的过程中，在不同程度都会正负极容量比：电池在使用的过程中，在不同程度都会有所破坏，那就要求负极的嵌锂空间至始至终都要比正极有所破坏，那就要求负极的嵌锂空间至始至终都要比正极的脱嵌的锂离子空间大。如在设计时，没有考虑负极余量的脱嵌的锂离子空间大。如在设计时，没有考虑负极余量的大小的大小 ，会造成析锂，刺穿隔膜，造成短路。，会造成析锂，刺穿隔膜，造成短路。bb尺寸：电池的隔膜收缩与极片的宽度，当隔膜收缩过尺寸：电池的隔膜收缩与极片的宽度，当隔膜收缩过大，极片会引起短路。大，极片会引起短路。cc放电电流：在设计时根据产品的使用放电电流来设计放电电流：在设计时根据

33、产品的使用放电电流来设计极片的面密度极片的面密度 压实压实 极耳类型等。当面密度过大，压实过极耳类型等。当面密度过大，压实过高，极耳截面较小时，大电流放电，会产生析锂，产生大高，极耳截面较小时，大电流放电，会产生析锂，产生大量的热造成电池爆炸。量的热造成电池爆炸。d防爆结构：当电池内压达到一定的压力时，进行排气减压的功能防止电池壳体爆炸。目前采用的有刻痕防爆，排气阀部件。e保护系统：对电池进行保护过充过放过流短路33使用：使用：aa过充电：过充电： 当电压超过当电压超过4.2V4.2V以上时，电解液分解，以上时，电解液分解，产生大量气体，电池内压升高，过充负极表面析产生大量气体，电池内压升高，

34、过充负极表面析锂，电池爆炸。锂，电池爆炸。bb高温环境：高温环境使用电池胀气，电解液分高温环境：高温环境使用电池胀气，电解液分解。解。cc保护系统失效保护系统失效 外线路短路：用户在使用时，外外线路短路：用户在使用时，外线路短路，造成电池爆炸。线路短路，造成电池爆炸。dd机械性的：刺穿机械性的：刺穿 碰撞碰撞 造成电池短路爆炸。造成电池短路爆炸。三三 如何来保证电池的安全？如何来保证电池的安全？其实以上列举了引起爆炸的因素，那么我们在设其实以上列举了引起爆炸的因素，那么我们在设计时，把这些因素都考虑进去，电池的安全性应计时，把这些因素都考虑进去，电池的安全性应该是没有问题了。做为电池公司，我们

35、只是在做该是没有问题了。做为电池公司，我们只是在做生产电池，主要的是在前面材料生产电池，主要的是在前面材料 和设计上两个方和设计上两个方面的考虑，电池出厂前进行严格的安全测试，合面的考虑，电池出厂前进行严格的安全测试，合格后才出厂。在使用上，不仅要公司出具完整的格后才出厂。在使用上，不仅要公司出具完整的使用说明书，还须客户认真的按说明书使用，才使用说明书，还须客户认真的按说明书使用，才能真正的保证电池的安全！能真正的保证电池的安全！第三部分：研发篇第三部分：研发篇一目前锂电池研发的主要方向：A3GA3G手机电池（高容量）手机电池（高容量）BB锂电动车电池锂电动车电池 CC其他：成本其他：成本

36、新型号新型号 新材料开发新材料开发前景（意义）全局性（人机料RMB）时间性可行性实验的合理设计其他二二 电池研发成果的必要条件电池研发成果的必要条件最重要的：老板坚定不移的支持！最重要的：老板坚定不移的支持！三三 研发实验的设计研发实验的设计11对材料的取样对材料的取样1.11.1对材料的筛选要求（对材料的筛选要求（ 产品对材料的要求产品对材料的要求 价位价位供应商资历供应商资历 产量产量批次稳定性批次稳定性 行业口碑行业口碑 克比容量克比容量平平台台 循环循环 其他公司对其材料的使用情况其他公司对其材料的使用情况 相关的测试报告）相关的测试报告）1.21.2从中选取从中选取2-32-3款最具

37、符合要求的材料进行取样。款最具符合要求的材料进行取样。22实验的目的：针对性的测试材料的某一或几个性能（比实验的目的：针对性的测试材料的某一或几个性能（比如：本次实验主要测试负极材料的压实情况）如：本次实验主要测试负极材料的压实情况）33实验方案的设计：实验方案的设计：根据材料的配比，对比性实验主要以下几种设计思路：根据材料的配比，对比性实验主要以下几种设计思路：3.13.1只针对材料本身的性能的测试，在设计时用现有只针对材料本身的性能的测试，在设计时用现有生产的正生产的正/ /负材料（或其他）负材料（或其他）配比新的材料。不用做对比实验配比新的材料。不用做对比实验 ，直接测试新材料在现有，直

38、接测试新材料在现有材料的配比下发挥的性能即可（如：克比，首次库仑，加材料的配比下发挥的性能即可（如：克比，首次库仑，加工性能，循环，等）此测试的材料有可能不用于生产。工性能，循环，等）此测试的材料有可能不用于生产。3.23.2主要用于替换生产现有的材料主要用于替换生产现有的材料针对电池本身的性能：在进行方案设计时，可用生产上固定型号针对电池本身的性能：在进行方案设计时，可用生产上固定型号电池，用生产的正负极材料（或其他）与新材料同时做电池进行对比电池，用生产的正负极材料（或其他）与新材料同时做电池进行对比测试，如新材料在同其他材料配比的情况下发挥的性能较生产的好，测试，如新材料在同其他材料配比

39、的情况下发挥的性能较生产的好，说明此材料有下一步的测试价值。如没有，可放弃测试或考虑能否在说明此材料有下一步的测试价值。如没有，可放弃测试或考虑能否在其他项目上推广。其他项目上推广。3.33.3掺杂实验掺杂实验 对于掺杂实验对于掺杂实验 其目的主要有：降低成本其目的主要有：降低成本 提高电池的某一性能（比如：掺杂锰提提高电池的某一性能（比如：掺杂锰提高平台高平台 加镍钴酸锂以增加克容等等）在方案设计时，要综合的考虑加镍钴酸锂以增加克容等等）在方案设计时，要综合的考虑不同材料的参数，如：克容不同材料的参数，如：克容 平台平台 价格价格 压实，通过理论计算找出最佳压实，通过理论计算找出最佳的配比值

40、，然后进行实验验证。的配比值，然后进行实验验证。3.43.4其他实验其他实验 根据要求进行根据要求进行。 44对实验需要进行的测试项目：（不同厂家要求可有不同）对实验需要进行的测试项目：（不同厂家要求可有不同）实验电池做出来，我们要对电池进行哪项目的测试，才实验电池做出来，我们要对电池进行哪项目的测试，才能得到我们预期的结果是很重要的，正负极材料一般的测能得到我们预期的结果是很重要的，正负极材料一般的测试项目有：试项目有：4.14.1加工性能：加工性能：配料情况（分散难易配料情况（分散难易 沉降现象沉降现象 合适粘度值合适粘度值 涂布情况涂布情况及参数调整等）及参数调整等）极片的压实密度：最大

41、值极片的压实密度：最大值 设计值设计值 厂家推荐值厂家推荐值 极片反弹情况：装配前极片反弹情况：装配前6H12H24H48H6H12H24H48H电池解剖电池解剖后反弹情况后反弹情况 4.2 4.2 电池性能：电池性能：电池性能：电池性能： 首次库仑首次库仑首次库仑首次库仑 % % 克比容量克比容量克比容量克比容量 平台时间平台时间平台时间平台时间 循环性能循环性能循环性能循环性能自放电（荷电保持）自放电（荷电保持）自放电（荷电保持）自放电（荷电保持） 倍率性能倍率性能倍率性能倍率性能 4.3 4.3 安全测试（主要）安全测试（主要）安全测试（主要）安全测试（主要）过充过充过充过充 过放过放过

42、放过放 针刺针刺针刺针刺 短路短路短路短路 热冲击热冲击热冲击热冲击 重物冲击重物冲击重物冲击重物冲击 4.44.4其他其他55工艺单的制定工艺单的制定66对实验进行跟踪，对每一个细小环节都要心对实验进行跟踪，对每一个细小环节都要心中有数中有数77数据的记录（针对所要测试的项目，收集具数据的记录（针对所要测试的项目，收集具有价值的数据）有价值的数据）四实验报告的编写总结4.14.1报告的格式内容：报告的格式内容：实验名称实验名称实验目的实验目的 实验方案实验方案实验测试项目实验测试项目实验过程与结果实验过程与结果 （在相应的测试项目上可做（在相应的测试项目上可做小结）小结）实验结论（针对测试的项目，总结出实验所得实验结论（针对测试的项目，总结出实验所得到的结论，预期的，非预期的）到的结论，预期的，非预期的）下一步的实验思路及方案下一步的实验思路及方案4.24.2在实验报告中最好能用最简短的语句表达出结在实验报告中最好能用最简短的语句表达出结论，原始数据可用附件的形式另附，如有异常可论，原始数据可用附件的形式另附，如有异常可查找原始数据，供以后进行查阅。查找原始数据，供以后进行查阅。4.34.3实验报告分初期和后期，初期在分容，安全测实验报告分初期和后期，初期在分容，安全测试完后编写，后期的实验报告在各项测试都完成试完后编写，后期的实验报告在各项测试都完成后进行总结。后进行总结。