1、鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)介紹Department : R&DPrepared by : Stony WangDate: Jun. 7th 20142022/9/20鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)介紹基本工作原理正負(fù)極材料理論克容量的基本計(jì)算常見(jiàn)的正負(fù)極材料電解液隔離膜3C電池的相關(guān)要求面臨的一些挑戰(zhàn)致謝綱要2022/9/20基本原理之氧化還原反應(yīng)定義氧化還原反應(yīng)涉及到氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)兩個(gè)方面，同時(shí)伴隨著電子的轉(zhuǎn)移如：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4氧化反應(yīng)失電子還原反應(yīng)得電子半反應(yīng)，任何氧化還原反應(yīng)都存在兩個(gè)半反應(yīng).氧化反應(yīng)失電子如: 2H2 -4e = 4H+ 還原反應(yīng)得電子如: O2 + 4H+ + 4

2、e-= 2H2O 氧化還原反應(yīng)必須同時(shí)存在，不能單獨(dú)存在。2022/9/20化學(xué)反應(yīng)=化學(xué)電池-受控化學(xué)反應(yīng) 第一步: 2H2 = 4H+ + 4e第二步: O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 電荷為什么會(huì)移動(dòng)?化學(xué)勢(shì)差 水會(huì)自動(dòng)從高處往 低處流化學(xué)電池的工作原理2022/9/20主要素有: 正極、負(fù)極、電解液 隔離膜、引線、外包裝 電池的能量 電池能量=化學(xué)勢(shì)差*電量 化學(xué)勢(shì)差-決定于正負(fù)極材料的化學(xué)勢(shì) 電量-決定于正負(fù)極能移動(dòng)電子總量化學(xué)電池之能量與要素2022/9/20電池能量=化學(xué)勢(shì)差*電量1990年,Sony公司推出鋰離子電池的選擇和誕生2022/9/20“Rocking ch

3、air battery”鋰離子電池的工作原理2022/9/20正負(fù)極材料理論克容量的基本計(jì)算幾個(gè)重要的物理化學(xué)常數(shù) NA=6.022*1023個(gè)e/mol e=1.60217610-19 C F=NA*e=6.022*1023*1.60217610-19=96500C/mol推演過(guò)程 1mAh=1*10-3A*3600S=3.6C 1mol 電子電量是多少mAh? 96500C/mol/3.6C=26.8mAh 正負(fù)材料分子量為M（g/mol)，由此可知該材料1mol 能轉(zhuǎn)移多少電子。 計(jì)算公為：26800/M= ？mAh/g LiCoO2? LiFePO4 ?LiMn2O4 ?Li4Ti5O

4、12 ?Li Ni Co MnO2?2022/9/20鋰離子電池、鎳氫和鎳隔電池的比較2022/9/20常用正極材料2022/9/20其它正極材料2022/9/20鈷酸鋰材料的充放電曲線2022/9/20REC主要陰極材料2022/9/20負(fù)極材料鋰離子電池負(fù)極材料2022/9/20商品化的碳負(fù)極2022/9/20碳負(fù)極表面的SEI2022/9/20負(fù)極石墨的充放電曲線2022/9/20電解液2022/9/20添加劑2022/9/20隔離膜 作用 防止陰陽(yáng)極接觸，造成短路 關(guān)心的參數(shù) 強(qiáng)度 孔隙率、電解液的浸潤(rùn)性等 常用隔離膜的形貌三層膜單層膜2022/9/203C電池的相關(guān)要求 GB18287-2000 IEC62133 JIS C 8714 UL UN38.3 IEEE-1725 詳細(xì)要求請(qǐng)參見(jiàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2022/9/20面臨的一些挑戰(zhàn) 安全問(wèn)題 過(guò)充的安全 內(nèi)部短路的控制 電池?zé)岱€(wěn)定性 能量