電池結(jié)構(gòu)與組成匯報(bào)人：2024-01-16contents目錄電池概述電池結(jié)構(gòu)電池組成電池的工作原理電池的制造工藝電池的應(yīng)用與未來(lái)發(fā)展電池概述01電池是一種將化學(xué)能、光能等形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，具有正負(fù)極和電解質(zhì)，能夠提供持續(xù)穩(wěn)定的電流。根據(jù)電池的性質(zhì)和使用次數(shù)，可分為原電池、蓄電池、燃料電池等；根據(jù)形狀和尺寸，可分為紐扣電池、柱狀電池、平板電池等。電池的定義與分類分類定義電池的發(fā)展歷程伏打電堆1800年，意大利物理學(xué)家伏特制成了世界上第一個(gè)電池——伏打電堆，奠定了電池的基礎(chǔ)。干電池19世紀(jì)中葉，隨著碳棒和鋅筒的使用，出現(xiàn)了干電池，如鋅錳電池和堿性鋅錳電池等。蓄電池19世紀(jì)末，鉛酸蓄電池的出現(xiàn)標(biāo)志著蓄電池時(shí)代的到來(lái)。隨后，鎳鎘電池、鎳氫電池等相繼問(wèn)世。鋰離子電池20世紀(jì)90年代，鋰離子電池開(kāi)始商業(yè)化應(yīng)用，具有高能量密度、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域。其他領(lǐng)域電池還廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、軍事裝備、電動(dòng)工具、玩具等領(lǐng)域。航空航天航空航天器需要使用高性能、輕量化的電池，如鋰離子電池和銀鋅電池等。儲(chǔ)能系統(tǒng)電池可用于太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的儲(chǔ)能系統(tǒng)，以及電網(wǎng)調(diào)峰、應(yīng)急電源等領(lǐng)域。便攜式電子設(shè)備手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、數(shù)碼相機(jī)等便攜式電子設(shè)備都需要電池提供電力。電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車使用大容量的鋰離子電池或燃料電池作為動(dòng)力源，實(shí)現(xiàn)零排放和高效能。電池的應(yīng)用領(lǐng)域電池結(jié)構(gòu)02電池中電位（電勢(shì)）較高的一端，通常由活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑等組成，負(fù)責(zé)提供電池所需的鋰離子。正極電池中電位（電勢(shì)）較低的一端，一般由活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑等組成，負(fù)責(zé)接收和儲(chǔ)存正極釋放的鋰離子。負(fù)極電極結(jié)構(gòu)液態(tài)電解質(zhì)以有機(jī)溶劑為基體，通過(guò)添加鋰鹽等電解質(zhì)材料形成離子導(dǎo)電的溶液，具有離子電導(dǎo)率高、電化學(xué)窗口寬等優(yōu)點(diǎn)。固態(tài)電解質(zhì)由固態(tài)離子導(dǎo)體構(gòu)成，具有高安全性、高能量密度和長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)電池發(fā)展的重要方向。電解質(zhì)結(jié)構(gòu)微孔隔膜具有微孔結(jié)構(gòu)的薄膜，能夠阻止正負(fù)極直接接觸而允許離子通過(guò)，起到隔離正負(fù)極的作用。復(fù)合隔膜由多層不同材料復(fù)合而成，具有更高的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，能夠提高電池的安全性。隔膜結(jié)構(gòu)采用鋁合金、不銹鋼等金屬材料制成，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和防護(hù)能力，但重量相對(duì)較大。金屬外殼采用工程塑料等輕質(zhì)材料制成，具有重量輕、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但防護(hù)能力相對(duì)較弱。塑料外殼外殼結(jié)構(gòu)電池組成03通常為氧化物或硫化物，如鈷酸鋰、錳酸鋰等，提供電池正極反應(yīng)所需的鋰離子?；钚晕镔|(zhì)導(dǎo)電劑粘結(jié)劑如碳黑、石墨等，提高正極材料的導(dǎo)電性能。如聚偏氟乙烯（PVDF）等，將活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑等粘結(jié)在集流體上。030201正極材料通常為碳材料，如石墨、硬碳等，提供電池負(fù)極反應(yīng)所需的鋰離子嵌入/脫出?；钚晕镔|(zhì)如碳黑等，提高負(fù)極材料的導(dǎo)電性能。導(dǎo)電劑如丁苯橡膠（SBR）等，將活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑等粘結(jié)在集流體上。粘結(jié)劑負(fù)極材料電解質(zhì)液態(tài)電解質(zhì)由有機(jī)溶劑、鋰鹽等組成，提供鋰離子在正負(fù)極之間的傳輸通道。固態(tài)電解質(zhì)由無(wú)機(jī)物或高分子材料構(gòu)成，具有高安全性、高能量密度等優(yōu)點(diǎn)。如聚烯烴微孔膜，具有優(yōu)異的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，防止正負(fù)極直接接觸導(dǎo)致短路。微孔膜由纖維狀物質(zhì)構(gòu)成，具有高孔隙率、良好的浸潤(rùn)性和保液能力。無(wú)紡布隔膜隔膜電池的工作原理04充電過(guò)程在充電過(guò)程中，正極材料釋放出電子，通過(guò)外部電路流向負(fù)極，同時(shí)正極釋放出鋰離子，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)傳遞到負(fù)極。在負(fù)極，鋰離子與電子結(jié)合，嵌入到負(fù)極材料中。放電過(guò)程放電時(shí)，負(fù)極材料中的鋰離子脫出，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)傳遞到正極。同時(shí)，電子從負(fù)極通過(guò)外部電路流向正極，形成電流。在正極，鋰離子與電子重新結(jié)合，嵌入到正極材料中。電池的充放電過(guò)程VS電池在放電過(guò)程中，負(fù)極和正極之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。這種能量轉(zhuǎn)換是通過(guò)鋰離子在正負(fù)極之間的遷移和電子在外電路中的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能在充電過(guò)程中，外部電源提供的電能驅(qū)動(dòng)鋰離子和電子逆向遷移，將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能儲(chǔ)存于電池中?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)換為電能電池的能量轉(zhuǎn)換電壓電池電壓是指電池正負(fù)極之間的電勢(shì)差，通常以伏特（V）為單位。不同類型的電池具有不同的電壓等級(jí)。容量電池容量是指電池在特定條件下所能釋放的總電量，通常以安時(shí)（Ah）或毫安時(shí)（mAh）為單位。容量越大，電池能夠提供的電能越多。能量密度能量密度是指電池單位體積或單位質(zhì)量所能儲(chǔ)存的能量，通常以瓦時(shí)/千克（Wh/kg）或瓦時(shí)/升（Wh/L）為單位。能量密度越高，電池在相同體積或質(zhì)量下能夠儲(chǔ)存的能量越多。循環(huán)壽命循環(huán)壽命是指電池在經(jīng)歷多次充放電后，其性能衰減到某一規(guī)定值前所能完成的充放電循環(huán)次數(shù)。循環(huán)壽命越長(zhǎng)，電池的使用壽命越長(zhǎng)。01020304電池的性能參數(shù)電池的制造工藝05

電極的制備活性物質(zhì)的合成與處理根據(jù)電池類型和性能要求，選擇合適的活性物質(zhì)，并進(jìn)行合成、處理，以獲得所需的電化學(xué)性能。導(dǎo)電劑的添加在活性物質(zhì)中加入適量的導(dǎo)電劑，以提高電極的導(dǎo)電性能，減少內(nèi)阻。粘結(jié)劑的選擇與添加選擇合適的粘結(jié)劑，將活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑等固定在電極集流體上，形成穩(wěn)定的電極結(jié)構(gòu)。將制備好的電極片進(jìn)行裁剪、稱重等操作，以滿足電池裝配的尺寸和重量要求。電極片的制備在電池中放置隔膜，以防止正負(fù)極直接接觸而短路，同時(shí)允許離子在正負(fù)極之間傳輸。隔膜的放置向電池中注入適量的電解液，以保證電池的正常工作和性能。電解液的注入電池的裝配123通過(guò)特定的化成工藝，使電池內(nèi)的活性物質(zhì)充分活化，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的電化學(xué)性能?；蓪?duì)化成后的電池進(jìn)行分容處理，根據(jù)電池容量的大小進(jìn)行分類和篩選，以保證電池組的一致性和穩(wěn)定性。分容對(duì)分容后的電池進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)和評(píng)估，包括電壓、內(nèi)阻、容量等參數(shù)，以確保電池的質(zhì)量和性能符合要求。檢測(cè)與評(píng)估電池的化成與分容電池的應(yīng)用與未來(lái)發(fā)展06交通運(yùn)輸能源存儲(chǔ)移動(dòng)通信軍事應(yīng)用電池在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用電動(dòng)汽車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)船舶等交通工具的動(dòng)力來(lái)源。手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦等便攜式電子設(shè)備的電源。太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源的儲(chǔ)能系統(tǒng)，以及應(yīng)急電源、不間斷電源等。單兵裝備、無(wú)人機(jī)、導(dǎo)彈等軍事設(shè)備的動(dòng)力來(lái)源。電池技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)提高電池的能量密度，延長(zhǎng)續(xù)航里程和待機(jī)時(shí)間?？s短電池的充電時(shí)間，提高使用便利性。提高電池的安全性能，防止電池?zé)崾Э睾捅ǖ劝踩鹿?。發(fā)展環(huán)保型電池，減少對(duì)環(huán)境的污染和資源的浪費(fèi)。高能量密度快速充電安全性