2023/2/61鋰離子電池基礎(chǔ)知識介紹

22023/2/6目錄第一章鋰離子電池反應(yīng)機(jī)理及結(jié)構(gòu)第二章聚合物電池生產(chǎn)過程第三章圓柱電池生產(chǎn)過程第四章鋰離子電池的一些基本電性能第五章鋰離子電池安全性能及關(guān)鍵控制點第六章PACK介紹第七章鋰離子電池相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)第八章磷酸鐵鋰介紹32023/2/6什么叫鋰離子電池？鋰離子電池是指Li+

嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iXCoO2、LiXNiO2

、LiXMnO2

或LiXFePO4

等負(fù)極采用鋰-碳層間化合物L(fēng)iXC6等。電解質(zhì)為溶解有鋰鹽LiPF6

、LiAsF6等有機(jī)溶液。在充放電過程中，Li+

在兩個電極之間往返嵌入和脫嵌，被形象的稱為“搖椅電池”。充電時，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)。放電時則相反。52023/2/6在電池化成初次充電過程中：電池電壓大約在0~2.5V左右，電解質(zhì)在負(fù)極表面還原，形成固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI膜：烷基碳酸鋰、氧化鋰、碳酸鋰、氟化鋰等），作用是使溶劑化鋰離子脫去表面溶劑分子得到電子嵌入石墨層內(nèi)。此時正極開始脫出鋰離子,容量占總體容量的10%左右。對電池而言表現(xiàn)為產(chǎn)生氣體：主要成分為溶劑還原產(chǎn)物如乙烯、丙烯和CO2等。由于電池初期的產(chǎn)氣現(xiàn)象，電池內(nèi)部壓力增大同時使電液在極組中分布不均勻，出現(xiàn)析鋰和電池鼓脹現(xiàn)象。目前解決方案就是開口排氣，使化成初期產(chǎn)生的氣體排出電池之外，采用真空的方法可能效果更好，使氣體排出的同時，使電液進(jìn)一步在極組內(nèi)部擴(kuò)散。電壓在2.5~4.2V時,電池的活性物質(zhì)開始發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),負(fù)極活性物質(zhì)開始嵌入鋰離子,正極繼續(xù)脫出鋰離子。鋰離子電池電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理62023/2/6鋰離子電池負(fù)極在第一次充電時的反應(yīng)過程鋰離子電池電化學(xué)反應(yīng)機(jī)理72023/2/6鋰離子電池結(jié)構(gòu)正極活性物質(zhì)（LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-xO2\LiXFePO4

)

導(dǎo)電劑、溶劑、粘合劑、基體負(fù)極活性物質(zhì)（石墨、MCMB)

粘合劑、溶劑、基體、導(dǎo)電劑隔膜（PP+PE）電解液（LiPF6+DMC/EC/EMC)外殼五金件（鋼殼、鋁塑膜、鋁殼、蓋板、極耳、絕緣片等）92023/2/6軟包裝鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖102023/2/6方形鋰離子電池結(jié)構(gòu)圖112023/2/6鋰離子電池結(jié)構(gòu)——正極正極基體：鋁箔（約0.015mm厚)正極物質(zhì)：鈷酸鋰+導(dǎo)電劑+PVDF正極極耳：鋁帶（約0.1mm厚）作用：提供鋰源132023/2/6鋰離子電池結(jié)構(gòu)——隔膜材質(zhì)：單層PE（聚乙烯）或者三層復(fù)合PP（聚丙烯）

+PE+PP厚度：單層一般為0.016～0.020mm

三層一般為0.020～0.025mm作用：將正負(fù)極完全隔開，防止正負(fù)極直接短路142023/2/6鋰離子電池結(jié)構(gòu)——電解液性質(zhì)：

無色透明液體，具有較強(qiáng)吸濕性。應(yīng)用：

主要用于可充電鋰離子電池的電解液，只能在干燥環(huán)境下使用操作（如環(huán)境水分小于20ppm的手套箱內(nèi)）。規(guī)格：

溶劑組成DMC:EMC:EC=1:1:1（重量比）

LiPF6濃度1mol/l質(zhì)量指標(biāo)：

密度（25℃）g/cm31.23±0.03

水分（卡爾費休法）≤20ppm

游離酸（以HF計）≤50ppm

電導(dǎo)率（25℃）10.4±0.5ms／cm152023/2/6聚合物鋰電的命名一般根據(jù)它的厚度、寬度、長度的尺寸得出的。如402025：那就表示它的厚度是4.0mm;寬度是20mm,長度是25mm。寬20mm長25mm厚4.0mm聚合物電池簡介172023/2/6﹢﹦極片、隔膜極組電池殼待注液電池待充電電池待出貨電池聚合物電池的生產(chǎn)過程182023/2/6正極片負(fù)極片隔膜+-卷繞極組聚合物電池生產(chǎn)過程卷繞192023/2/6聚合物