鋰離子電池基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)演講人：日期：鋰離子電池概述鋰離子電池的基本結(jié)構(gòu)鋰離子電池的工作原理鋰離子電池的關(guān)鍵參數(shù)鋰離子電池的充放電管理鋰離子電池的安全與維護(hù)鋰離子電池的未來(lái)發(fā)展目錄01PART鋰離子電池概述小圃的創(chuàng)建與早期歷史創(chuàng)建時(shí)間小圃創(chuàng)建于清同治年間，由陳象衡所建。早期用途朱柳橋與徐寶山二夫人的關(guān)系作為陳家的私人園林，后來(lái)陳家將其典給朱柳橋家作為業(yè)產(chǎn)地。朱柳橋與徐寶山二夫人孫閬仙是親戚，這也為小圃的傳承與發(fā)展提供了一定的支持。123衰敗原因建國(guó)后，朱家僅保留了小圃花廳西間、后廳東間和柴房院落，其余房屋被公管作為宿舍?，F(xiàn)狀保留保護(hù)措施小圃被列為揚(yáng)州市文物保護(hù)單位，得到了有效的保護(hù)和修繕。民國(guó)晚期，朱氏后代不能守業(yè)，小圃逐漸衰敗。小圃的衰敗與現(xiàn)狀小圃的文化價(jià)值歷史價(jià)值小圃見(jiàn)證了揚(yáng)州近現(xiàn)代歷史的發(fā)展，是研究揚(yáng)州歷史文化的重要實(shí)物資料。藝術(shù)價(jià)值小圃內(nèi)的建筑、園林等具有一定的藝術(shù)價(jià)值，代表了當(dāng)時(shí)園林藝術(shù)的風(fēng)格。社會(huì)價(jià)值小圃作為文物保護(hù)單位，對(duì)于傳承和弘揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，提高公眾的歷史文化保護(hù)意識(shí)具有重要意義。02PART鋰離子電池的基本結(jié)構(gòu)活性物質(zhì)具有層狀結(jié)構(gòu)的鋰過(guò)渡金屬氧化物，如鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等。導(dǎo)電劑提高正極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性，常用碳黑、碳納米管等。粘結(jié)劑將活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑粘附在集流體上，常用聚四氟乙烯（PTFE）等。集流體采用鋁箔等材料，匯集正極電流。正極材料負(fù)極材料活性物質(zhì)具有層狀結(jié)構(gòu)的石墨或硅基復(fù)合材料，可嵌入鋰離子。導(dǎo)電劑提高負(fù)極活性物質(zhì)的電子導(dǎo)電性，常用碳黑、石墨等。粘結(jié)劑將活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑粘附在集流體上，常用丁苯橡膠（SBR）等。集流體采用銅箔等材料，匯集負(fù)極電流。電解液由有機(jī)溶劑、鋰鹽和其他添加劑組成，承擔(dān)鋰離子在正負(fù)極之間的傳輸。隔膜多孔聚合物膜，防止正負(fù)極直接接觸，同時(shí)允許鋰離子通過(guò)。電解液與隔膜03PART鋰離子電池的工作原理充電過(guò)程鋰離子遷移在充電過(guò)程中，正極的鋰離子(Li+)通過(guò)電解質(zhì)遷移到負(fù)極，并在負(fù)極嵌入到負(fù)極材料中。電子流動(dòng)電能儲(chǔ)存電子通過(guò)外部電路從正極流向負(fù)極，為外部設(shè)備供電。電能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在電池中，可供后續(xù)放電使用。123鋰離子反向遷移電子通過(guò)外部電路從負(fù)極流向正極，為外部設(shè)備提供電力。電子反向流動(dòng)電能釋放電池內(nèi)部化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)外部電路釋放出來(lái)。在放電過(guò)程中，負(fù)極的鋰離子(Li+)通過(guò)電解質(zhì)遷移到正極，并在正極釋放出電子。放電過(guò)程鋰離子遷移機(jī)制在電池的充放電過(guò)程中，鋰離子在正極和負(fù)極材料中的固態(tài)擴(kuò)散是限制電池性能的重要因素。鋰離子在固體中的擴(kuò)散鋰離子在液態(tài)或聚合物電解質(zhì)中的遷移是電池工作的關(guān)鍵，遷移速度越快，電池性能越好。鋰離子在電解質(zhì)中的遷移鋰離子在正極和負(fù)極的嵌入和脫嵌過(guò)程中伴隨著電荷傳遞和電化學(xué)反應(yīng)，這些反應(yīng)速率對(duì)電池性能有重要影響。電荷傳遞與電化學(xué)反應(yīng)04PART鋰離子電池的關(guān)鍵參數(shù)電壓鋰離子電池的電壓通常在3.6V-3.7V之間，是電池內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)的表現(xiàn)。開(kāi)路電壓指電池在沒(méi)有負(fù)載時(shí)的電壓，通常比工作電壓要高，開(kāi)路電壓越高，電池的能量?jī)?chǔ)備越大。電壓與開(kāi)路電壓鋰離子電池在工作時(shí)的電壓，隨著電池放電，工作電壓逐漸降低。工作電壓指電池在放電過(guò)程中，電壓下降到不宜再繼續(xù)放電的最低電壓，一般在2.5V-3.0V之間。放電截止電壓工作電壓與放電截止電壓內(nèi)阻及其影響因素影響因素內(nèi)阻受溫度、濕度、電池結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝等多種因素影響，其中溫度影響最為顯著，溫度越高，內(nèi)阻越小，但過(guò)高的溫度會(huì)加速電池老化。內(nèi)阻鋰離子電池內(nèi)部存在的電阻，主要由電極材料、電解液、隔膜等構(gòu)成，內(nèi)阻越小，電池性能越好。05PART鋰離子電池的充放電管理充電限制電壓充電電壓的影響過(guò)高的充電電壓會(huì)導(dǎo)致電池過(guò)充，引發(fā)電池內(nèi)部短路、電解液分解等問(wèn)題，縮短電池壽命。設(shè)定合理的充電電壓充電過(guò)程中的監(jiān)控根據(jù)電池的特性和用途，設(shè)定合適的充電電壓，既能保證電池的充電效率，又能避免過(guò)充帶來(lái)的損害。在充電過(guò)程中，需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓變化，一旦達(dá)到設(shè)定值，應(yīng)立即停止充電，確保電池安全。123充電與放電策略恒壓恒流充電在充電初期采用恒流充電，以較快的充電速度恢復(fù)電池能量；當(dāng)電池電壓接近限制電壓時(shí)，轉(zhuǎn)為恒壓充電，以減小充電電流，避免過(guò)充。放電控制在放電過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)負(fù)載情況調(diào)整放電電流，避免電池過(guò)度放電導(dǎo)致電池壽命縮短。同時(shí)，應(yīng)設(shè)置放電終止電壓，以確保電池在放電過(guò)程中不會(huì)過(guò)度消耗電能。充放電循環(huán)管理合理安排電池的充放電循環(huán)，避免頻繁深度充放電，以減少電池的累積損傷，延長(zhǎng)電池使用壽命。當(dāng)電池充電電壓超過(guò)設(shè)定的限制值時(shí)，保護(hù)電路會(huì)自動(dòng)切斷充電電源，防止電池過(guò)充。當(dāng)電池放電至設(shè)定的終止電壓時(shí)，保護(hù)電路會(huì)切斷放電回路，防止電池過(guò)度放電。當(dāng)電池外部發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)電路會(huì)迅速切斷電池與外部的連接，以防止電池短路引起的危險(xiǎn)。當(dāng)電池溫度過(guò)高時(shí)，保護(hù)電路會(huì)自動(dòng)切斷電池與外部的連接，防止電池因過(guò)熱而損壞。電池保護(hù)電路過(guò)充保護(hù)過(guò)放保護(hù)短路保護(hù)溫度保護(hù)06PART鋰離子電池的安全與維護(hù)電池的安全使用規(guī)范避免過(guò)充過(guò)放鋰離子電池應(yīng)避免過(guò)充或過(guò)放，以免損壞電池或引發(fā)安全事故。避免高溫環(huán)境高溫會(huì)加速電池內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)，縮短電池壽命或?qū)е码姵責(zé)崾Э?。使用原裝充電器非原裝充電器可能無(wú)法提供適配的電流和電壓，導(dǎo)致電池?fù)p壞。避免劇烈撞擊劇烈撞擊可能導(dǎo)致電池內(nèi)部短路，引發(fā)電池燃燒或爆炸。存放時(shí)保持電量適中定期用干凈、柔軟的布擦拭電池表面，以保持電池清潔并防止灰塵和污垢導(dǎo)致電池短路。清潔電池表面避免接觸金屬物品將電池與金屬物品（如鑰匙、硬幣等）分開(kāi)存放，以免金屬物品與電池的正負(fù)極直接接觸，導(dǎo)致電池短路。長(zhǎng)期存放時(shí)，應(yīng)將電池充至50%-80%的電量，并定期充電以保持電池活性。電池的維護(hù)與保養(yǎng)電池的回收與環(huán)保處理將廢舊電池交給專業(yè)的回收機(jī)構(gòu)處理，避免隨意丟棄對(duì)環(huán)境造成污染。回收廢舊電池廢舊電池中的重金屬和有害物質(zhì)應(yīng)進(jìn)行環(huán)保處理，以減少對(duì)環(huán)境的危害。環(huán)保處理廢舊電池中的有價(jià)值的材料（如鋰、鈷等）可以進(jìn)行回收再利用，降低生產(chǎn)成本和資源浪費(fèi)。資源再利用07PART鋰離子電池的未來(lái)發(fā)展新型鋰離子電池技術(shù)固態(tài)電池技術(shù)固態(tài)電池使用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)，具有更高的能量密度、更快的充電速度和更好的安全性。鋰硫電池技術(shù)鋰空氣電池技術(shù)鋰硫電池具有高能量密度和低成本的優(yōu)勢(shì)，但存在循環(huán)穩(wěn)定性差和體積膨脹等問(wèn)題，是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。鋰空氣電池理論能量密度極高，但面臨空氣電極的穩(wěn)定性和電解質(zhì)的選擇等難題。123鋰離子電池的市場(chǎng)趨勢(shì)電動(dòng)汽車領(lǐng)域隨著電動(dòng)汽車的普及，鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，對(duì)電池的能量密度、循環(huán)壽命和成本提出更高要求。儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域鋰離子電池在風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源的儲(chǔ)能系統(tǒng)中具有廣泛應(yīng)用前景。3C產(chǎn)品領(lǐng)域智能手機(jī)、平板電腦等3C產(chǎn)品對(duì)鋰離子電池的能量密度、輕薄化和安全性提出更高要求。鋰離子電池在過(guò)充、過(guò)放、短路等情況下可能發(fā)生熱失控，引發(fā)火災(zāi)或爆炸等安全事故，需要持續(xù)改進(jìn)電池的安全性能。鋰離子電池的挑戰(zhàn)與機(jī)遇安全性問(wèn)題