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1、Confidential Proprietary 锂离子离子电池基池基础知知识介介绍2024/9/251Confidential Proprietary 目目录第一章第一章第一章第一章 锂锂离子离子离子离子电电池反池反池反池反应应机理及机理及机理及机理及结结构构构构第二章第二章第二章第二章 聚合物聚合物聚合物聚合物电电池生池生池生池生产过产过程程程程第三章第三章第三章第三章 圆圆柱柱柱柱电电池生池生池生池生产过产过程程程程第四章第四章第四章第四章 锂锂离子离子离子离子电电池的一些基本池的一些基本池的一些基本池的一些基本电电性能性能性能性能第五章第五章第五章第五章 锂锂离子离子离子离子电电池安全
2、性能及关池安全性能及关池安全性能及关池安全性能及关键键控制点控制点控制点控制点第六章第六章第六章第六章 PACKPACK介介介介绍绍第七章第七章第七章第七章 锂锂离子离子离子离子电电池相关池相关池相关池相关标标准准准准第八章第八章第八章第八章 磷酸磷酸磷酸磷酸铁锂铁锂介介介介绍绍2024/9/252Confidential Proprietary 什么叫什么叫锂离子离子电池？池？锂锂离子离子离子离子电电池是指池是指池是指池是指LiLi+ + 嵌入化合物嵌入化合物嵌入化合物嵌入化合物为为正、正、正、正、负负极的二次极的二次极的二次极的二次电电池。池。池。池。正极采用正极采用正极采用正极采用锂锂化
3、合物化合物化合物化合物LiLiX XCoOCoO2 2、LiLiX XNiONiO2 2 、LiLiX XMnOMnO2 2 或或或或LiLiX XFePOFePO4 4 等等等等负负极采用极采用极采用极采用锂锂- -碳碳碳碳层间层间化合物化合物化合物化合物LiLiX XC C6 6等。等。等。等。电电解解解解质为质为溶解有溶解有溶解有溶解有锂盐锂盐LiPFLiPF6 6 、 LiAsFLiAsF6 6等有机溶液。等有机溶液。等有机溶液。等有机溶液。在充放在充放在充放在充放电过电过程中，程中，程中，程中，LiLi+ + 在两个在两个在两个在两个电电极之极之极之极之间间往返嵌入和往返嵌入和往返嵌
4、入和往返嵌入和脱嵌，被形象的称脱嵌，被形象的称脱嵌，被形象的称脱嵌，被形象的称为为“ “摇摇椅椅椅椅电电池池池池” ”。 充充充充电时电时，LiLi+ +从正极脱嵌，从正极脱嵌，从正极脱嵌，从正极脱嵌，经过电经过电解解解解质质嵌入嵌入嵌入嵌入负负极，极，极，极， 负负极极极极处处于富于富于富于富锂锂状状状状态态。 放放放放电时则电时则相反。相反。相反。相反。2024/9/253Confidential Proprietary 锂离子离子电池池电化学反化学反应机理机理正极反应：LiCoO2= Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- 负极反应：6C + xLi+ + xe- = LixC6
5、电池总反应：LiCoO2 + C6 = Li1-xCoO2 + LixC6 放电时发生上述反应的逆反应。充电放电充电放电充电放电2024/9/254Confidential Proprietary 在在在在电电池化成初次充池化成初次充池化成初次充池化成初次充电过电过程中：程中：程中：程中：电电池池池池电压电压大大大大约约在在在在02.5V02.5V左右，左右，左右，左右，电电解解解解质质在在在在负负极表面极表面极表面极表面还还原，形原，形原，形原，形成固成固成固成固态电态电解解解解质质界面（界面（界面（界面（SEI SEI 膜：膜：膜：膜：烷烷基碳酸基碳酸基碳酸基碳酸锂锂、氧化、氧化、氧化、氧
6、化锂锂、碳酸、碳酸、碳酸、碳酸锂锂、氟化、氟化、氟化、氟化锂锂等），作用是使溶等），作用是使溶等），作用是使溶等），作用是使溶剂剂化化化化锂锂离子脱去表面溶离子脱去表面溶离子脱去表面溶离子脱去表面溶剂剂分分分分子得到子得到子得到子得到电电子嵌入石墨子嵌入石墨子嵌入石墨子嵌入石墨层层内。此内。此内。此内。此时时正极开始脱出正极开始脱出正极开始脱出正极开始脱出锂锂离子离子离子离子, , 容容容容量占量占量占量占总总体容量的体容量的体容量的体容量的10%10%左右。左右。左右。左右。对电对电池而言表池而言表池而言表池而言表现为产现为产生气体：生气体：生气体：生气体：主要成分主要成分主要成分主要成分为
7、为溶溶溶溶剂还剂还原原原原产产物如乙物如乙物如乙物如乙烯烯、丙、丙、丙、丙烯烯和和和和 CO2 CO2 等。等。等。等。由于由于由于由于电电池初期的池初期的池初期的池初期的产产气气气气现现象，象，象，象，电电池内部池内部池内部池内部压压力增大同力增大同力增大同力增大同时时使使使使电电液液液液在极在极在极在极组组中分布不均匀，出中分布不均匀，出中分布不均匀，出中分布不均匀，出现现析析析析锂锂和和和和电电池鼓池鼓池鼓池鼓胀现胀现象。目前解象。目前解象。目前解象。目前解决方案就是开口排气，使化成初期决方案就是开口排气，使化成初期决方案就是开口排气，使化成初期决方案就是开口排气，使化成初期产产生的气体
8、排出生的气体排出生的气体排出生的气体排出电电池之池之池之池之外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同时时，使使使使电电液液液液进进一步在极一步在极一步在极一步在极组组内部内部内部内部扩扩散。散。散。散。电压电压在在在在2.54.2V2.54.2V时时, ,电电池的活性物池的活性物池的活性物池的活性物质质开始开始开始开始发发生生生生电电化学反化学反化学反化学反应应, , 负负极活性物极活性物极活性物极活性物质质开始嵌入开始嵌入开始嵌入开始嵌入锂锂离子离子
9、离子离子, ,正极正极正极正极继续继续脱出脱出脱出脱出锂锂离子。离子。离子。离子。锂离子离子电池池电化学反化学反应机理机理2024/9/255Confidential Proprietary 锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程锂离子离子电池池电化学反化学反应机理机理2024/9/256Confidential Proprietary 锂离子离子电池池结构构正极正极 活性物活性物质（LiCoOLiCoO2 2LiMnOLiMnO2 2LiNiLiNix xCoCo1-x1-xOO
10、2 2 Li LiX XFePOFePO4 4 ) ) 导电剂、溶、溶剂、粘合、粘合剂、基体、基体 负极极 活性物活性物质（石墨、（石墨、（石墨、（石墨、MCMB)MCMB) 粘合粘合剂、溶、溶剂、基体、基体、导电剂 隔膜（隔膜（PP+PE）电解液（解液（LiPF6 + DMC/ EC/ EMC)外壳五金件（外壳五金件（钢壳、壳、铝塑膜、塑膜、铝壳、盖板、壳、盖板、极耳、极耳、绝缘片等）片等）2024/9/257Confidential Proprietary 圆柱形柱形锂离子离子电池池结构构图密封圈限流开关隔膜绝缘垫绝缘圈正极极耳2024/9/258Confidential Propriet
11、ary 软包装包装锂离子离子电池池结构构图2024/9/259Confidential Proprietary 方形方形锂离子离子电池池结构构图2024/9/2510Confidential Proprietary 锂离子离子电池池结构构正极正极正极基体：铝箔（约0.015mm厚)正极物质：钴酸锂+导电剂+PVDF正极极耳：铝带（约0.1mm厚）作用：提供锂源2024/9/2511Confidential Proprietary 锂离子离子电池池结构构负极极负极基体：铜箔（约0.010mm厚)负极物质：石墨+CMC+SBR/石墨+PVDF负极极耳：镍带（约0.07mm厚）作用： 接受容纳锂离子
12、2024/9/2512Confidential Proprietary 锂离子离子电池池结构构隔膜隔膜l材质：单层PE（聚乙烯）或者 三层复合PP（聚丙烯） +PE+PPl厚度：单层一般为0.0160.020mm 三层一般为0.0200.025mm作用：将正负极完全隔开，防止正负极直接短路2024/9/2513Confidential Proprietary 锂离子离子电池池结构构电解液解液性性性性质质： 无色透明液体，具有无色透明液体，具有无色透明液体，具有无色透明液体，具有较强较强吸湿性。吸湿性。吸湿性。吸湿性。应应用：用：用：用： 主要用于可充主要用于可充主要用于可充主要用于可充电锂电锂
13、离子离子离子离子电电池的池的池的池的电电解液，只解液，只解液，只解液，只能在干燥能在干燥能在干燥能在干燥环环境下使用操作（如境下使用操作（如境下使用操作（如境下使用操作（如环环境水分小境水分小境水分小境水分小于于于于20ppm20ppm的手套箱内）。的手套箱内）。的手套箱内）。的手套箱内）。规规格：格：格：格： 溶溶溶溶剂组剂组成成成成 DMC:EMC:EC =1:1:1 DMC:EMC:EC =1:1:1 （重量比）（重量比）（重量比）（重量比） LiPF6LiPF6浓浓度度度度 1mol/l1mol/l质质量指量指量指量指标标： 密度（密度（密度（密度（2525）g/cmg/cm3 3 1
14、.230.03 1.230.03 水分（卡水分（卡水分（卡水分（卡尔费尔费休法）休法）休法）休法） 20ppm20ppm 游离酸（以游离酸（以游离酸（以游离酸（以HFHF计计） 50ppm50ppm 电导电导率（率（率（率（2525） 10.40.5 ms10.40.5 mscmcm2024/9/2514Confidential Proprietary 聚合物聚合物锂电的命名一般根据它的厚度、的命名一般根据它的厚度、宽度、度、长度的尺寸得出的。度的尺寸得出的。如如402025：那就表示它的厚度是那就表示它的厚度是4.0mm;宽度是度是20mm,长度是度是25mm。宽20mm长25mm厚厚4.0
15、mm聚合物聚合物电池池简介介2024/9/2515Confidential Proprietary 电电池池极极片制作片制作电电池隔膜准池隔膜准备备极极组组卷卷绕绕电电池自放池自放电电挑挑选选电电池池壳壳制作制作电电池池侧顶边侧顶边封封电电池注液池注液电电池化成池化成电电池后池后处处理理电电池后池后处处理理电电池后加工池后加工分分选选出出货检验货检验电电池池转转PACK 或直接出或直接出货货聚合物聚合物电池的生池的生产过程示意程示意图2024/9/2516Confidential Proprietary 极片、隔膜极片、隔膜极极组电池壳池壳待注液待注液电池池待充待充电电池池待出待出货电池池聚合
16、物聚合物电池的生池的生产过程程2024/9/2517Confidential Proprietary 正极片正极片负极片极片隔膜+-卷绕极组聚合物聚合物电池生池生产过程卷程卷绕2024/9/2518Confidential Proprietary 聚合物聚合物电池壳材料池壳材料结构示意构示意图ONALCPP113m电池壳池壳铝塑塑封封装装袋袋ON: 尼尼龙层 25mAL: 铝层40mCPP:CPP层35m聚合物冲壳聚合物冲壳设备聚合物聚合物电池生池生产过程冲壳程冲壳2024/9/2519Confidential Proprietary 聚合物聚合物电池生池生产过程封程封边（侧顶封）封）顶侧封装封装设备待注待注液口液口顶侧封装封装顶侧封装封装产品品2024/9/2520
