電池板塊培訓(xùn)課件第一章：電池基礎(chǔ)知識與分類一次電池不可充電，使用后需丟棄二次電池可多次充放電循環(huán)使用電池定義與工作原理電池是通過電化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的儲能裝置。在電池內(nèi)部，電子從負(fù)極流向正極，形成電流驅(qū)動外部負(fù)載。工作原理負(fù)極（陽極）：電子的釋放端，發(fā)生氧化反應(yīng)正極（陰極）：電子的接收端，發(fā)生還原反應(yīng)電解質(zhì)：離子傳導(dǎo)介質(zhì)，允許離子流動但阻止電子直接傳遞隔膜：物理分隔正負(fù)極，防止短路電池的主要分類一次電池（不可充電）堿性電池：高能量密度，適合持續(xù)低功率放電鋅錳電池：成本低，廣泛用于低功耗設(shè)備鋰一次電池：高能量密度，長保存期，醫(yī)療設(shè)備常用二次電池（可充電）鋰離子電池：高能量密度，無記憶效應(yīng)，廣泛應(yīng)用鉛酸電池：成熟技術(shù)，價格低，用于汽車啟動鎳氫電池：環(huán)保性好，適合便攜設(shè)備鈉離子電池：新興技術(shù)，資源豐富，成本優(yōu)勢電池的關(guān)鍵參數(shù)容量安時（Ah）、毫安時（mAh）：表示電池在特定條件下能夠提供的電量例：一塊3000mAh的手機(jī)電池理論上可以提供1A電流持續(xù)3小時能量瓦時（Wh）、千瓦時（kWh）：容量與電壓的乘積，真實反映電池儲存的能量例：電動汽車電池組通常以kWh為單位，如60kWh表示可存儲60千瓦時的電能影響因素電壓：決定電池輸出功率；內(nèi)阻：影響放電效率；循環(huán)壽命：決定使用壽命；自放電率：影響儲存穩(wěn)定性電池安全基礎(chǔ)電池含有腐蝕性電解液，充放電過程可能產(chǎn)生氣體，操作不當(dāng)容易引發(fā)安全事故。主要安全風(fēng)險：短路：可能導(dǎo)致電池迅速放熱，引起火災(zāi)或爆炸過充過放：損害電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮短壽命或引發(fā)安全問題高溫環(huán)境：加速副反應(yīng)，可能導(dǎo)致熱失控機(jī)械損傷：可能破壞隔膜，引起內(nèi)部短路安全操作指南避免電池接觸金屬物體，防止短路不要在高溫環(huán)境下使用或存放電池避免機(jī)械沖擊或穿刺電池使用匹配的充電器，避免過充電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)由多個關(guān)鍵組件組成，它們共同工作實現(xiàn)電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換：正極：接收電子的電極，通常由金屬氧化物或磷酸鹽制成負(fù)極：釋放電子的電極，常見材料有石墨、鋰金屬或硅基材料電解液：允許離子在正負(fù)極之間遷移的介質(zhì)，但阻止電子直接通過隔膜：物理分隔正負(fù)極的微孔膜，防止短路同時允許離子通過第二章鋰離子電池的結(jié)構(gòu)與材料正極材料三元材料(NCM/NCA)：高能量密度，適合動力電池磷酸鐵鋰(LFP)：高安全性，長循環(huán)壽命錳酸鋰(LMO)：成本低，功率高負(fù)極材料石墨：穩(wěn)定性好，應(yīng)用最廣泛硅基材料：高容量，正在商業(yè)化鋰鈦氧化物：高安全性，快充特性電解液有機(jī)溶劑：碳酸酯類鋰鹽：六氟磷酸鋰等添加劑：提升性能與安全性隔膜聚烯烴材料：PE/PP陶瓷涂層：提高熱穩(wěn)定性功能涂層：改善界面性能集流體銅箔：用于負(fù)極，高導(dǎo)電性鋁箔：用于正極，輕量化復(fù)合銅箔技術(shù)革新創(chuàng)新特點采用"三明治"結(jié)構(gòu)：銅/絕緣層/銅具備"保險絲"功能，能有效阻斷熱失控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)減重62%，厚度降低55%，提升電池能量密度約8.8%材料成本節(jié)約約38.5%，降低電池整體成本技術(shù)優(yōu)勢在電池發(fā)生短路或過熱時，復(fù)合銅箔的絕緣層會在特定溫度下熔斷，切斷電流通路，防止熱失控擴(kuò)散，顯著提升電池安全性。熱失控與安全挑戰(zhàn)熱失控機(jī)理由機(jī)械、電氣、熱多因素誘發(fā)，負(fù)極與電解液反應(yīng)放熱，引發(fā)連鎖反應(yīng)危害后果溫度急劇上升可達(dá)800℃以上，伴隨大量氣體釋放，導(dǎo)致電池起火爆炸標(biāo)準(zhǔn)提升新國標(biāo)加強(qiáng)熱擴(kuò)散和過流保護(hù)測試，要求單體故障不能引發(fā)系統(tǒng)級危險熱失控是鋰電池安全最大的挑戰(zhàn)，也是復(fù)合銅箔等安全技術(shù)創(chuàng)新的主要驅(qū)動力。電池從單體到系統(tǒng)的安全設(shè)計需要多層防護(hù)，而復(fù)合銅箔作為電池內(nèi)部的"安全衛(wèi)士"，能夠從源頭阻斷熱失控蔓延。產(chǎn)業(yè)鏈與市場格局設(shè)備廠商東威科技：復(fù)合銅箔涂布設(shè)備驕成超聲：超聲波焊接技術(shù)利元亨：自動化生產(chǎn)線先導(dǎo)智能：電池制造設(shè)備銅箔廠商寶明科技：15GW產(chǎn)能領(lǐng)先雙星新材：規(guī)?；a(chǎn)勝利精密：技術(shù)研發(fā)投入嘉元科技：高端銅箔布局電池廠商寧德時代：全球動力電池龍頭比亞迪：垂直整合產(chǎn)業(yè)鏈國軒高科：安全技術(shù)突破TDK：日本市場推廣復(fù)合銅箔產(chǎn)業(yè)發(fā)展時間線12017-2018年技術(shù)研發(fā)起步階段基礎(chǔ)材料與工藝探索實驗室原型驗證專利布局初步形成22019-2020年一代機(jī)應(yīng)用初顯問題小規(guī)模試產(chǎn)開始良率不足50%設(shè)備穩(wěn)定性待提升32021-2022年技術(shù)突破與效率提升二代機(jī)良率提升至80%生產(chǎn)效率達(dá)7m/min成本結(jié)構(gòu)優(yōu)化42023-2024年規(guī)?；a(chǎn)與產(chǎn)業(yè)化多家企業(yè)批量投產(chǎn)產(chǎn)能快速擴(kuò)張應(yīng)用場景持續(xù)拓展復(fù)合銅箔結(jié)構(gòu)與熱失控阻斷熱失控阻斷原理當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生短路或異常發(fā)熱時，復(fù)合銅箔中的絕緣層在特定溫度（通常為130-150℃）會迅速熔融，切斷電流通路，阻斷熱量進(jìn)一步積累。安全性能提升實驗證明，采用復(fù)合銅箔的電池在針刺、擠壓等極端條件下，可有效防止起火爆炸，將熱失控風(fēng)險降低90%以上。電池性能提升案例安全性能對比93%容量保持率針刺測試后仍保持93%容量，顯著高于傳統(tǒng)電池62%重量減輕復(fù)合銅箔比傳統(tǒng)銅箔重量減輕62%，提升能量密度8.8%能量密度提升電池組能量密度提升8.8%，增加續(xù)航里程第三章新型電池技術(shù)探索固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì)，提供更高安全性與能量密度無漏液風(fēng)險，耐高溫能量密度潛力高界面問題仍待解決硅基負(fù)極材料理論容量是石墨的10倍，可大幅提升電池容量體積膨脹控制是關(guān)鍵復(fù)合材料路線成熟度高循環(huán)穩(wěn)定性持續(xù)提升快充技術(shù)通過材料創(chuàng)新和電池管理系統(tǒng)優(yōu)化，實現(xiàn)安全快速充電新型電極材料設(shè)計熱管理系統(tǒng)優(yōu)化充電協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化儲能系統(tǒng)中的電池應(yīng)用光伏儲能電池儲能系統(tǒng)與光伏發(fā)電相結(jié)合，可平衡電網(wǎng)波動，提升可再生能源利用率。中國已成為全球最大的儲能市場，裝機(jī)規(guī)模年增長超過100%。電動汽車動力電池技術(shù)持續(xù)突破，市場規(guī)?？焖僭鲩L。2023年中國新能源汽車銷量超過950萬輛，帶動上游電池產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展。便攜設(shè)備與智能電網(wǎng)從消費電子到醫(yī)療設(shè)備，從智能家居到電網(wǎng)調(diào)頻，多樣化應(yīng)用場景推動電池技術(shù)創(chuàng)新，對安全性和性能提出更高要求。行業(yè)政策與標(biāo)準(zhǔn)趨勢產(chǎn)業(yè)支持政策《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》提出動力電池技術(shù)創(chuàng)新目標(biāo)《"十四五"新型儲能發(fā)展實施方案》明確儲能裝機(jī)目標(biāo)地方政府推出配套支持政策，鼓勵龍頭企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)安全標(biāo)準(zhǔn)升級GB38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》加強(qiáng)熱擴(kuò)散測試《電動汽車用動力電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散測試方法研究》標(biāo)準(zhǔn)正在制定海外市場安全標(biāo)準(zhǔn)趨嚴(yán)，出口企業(yè)面臨合規(guī)挑戰(zhàn)綠色制造與回收利用綠色制造工藝電池制造過程能源消耗大、污染風(fēng)險高，綠色制造成為行業(yè)焦點：干法電極制造技術(shù)，減少有機(jī)溶劑使用智能化生產(chǎn)線降低能耗和不良率清潔能源使用比例提高，碳足跡降低回收利用體系95%鎳鈷回收率先進(jìn)工藝可實現(xiàn)95%以上回收率80%鋰回收率鋰資源回收技術(shù)不斷突破70%成本節(jié)約回收材料可節(jié)約70%原料成本典型企業(yè)案例分享寧德時代作為全球領(lǐng)先動力電池供應(yīng)商，寧德時代積極推動復(fù)合銅箔產(chǎn)業(yè)鏈整合。其CTP（無模組）技術(shù)與復(fù)合銅箔相結(jié)合，系統(tǒng)能量密度提升15%以上，安全性顯著增強(qiáng)。寶明科技已建成15GW復(fù)合銅箔產(chǎn)能，是國內(nèi)最大的復(fù)合銅箔供應(yīng)商。通過自主創(chuàng)新解決了涂布均勻性和附著力問題，良率提升至95%以上，助力電池安全與性能提升。TDK日本復(fù)合銅箔技術(shù)驗證成功，拓展國際市場。已與多家日韓電池廠商建立合作，推動技術(shù)全球化應(yīng)用。計劃2025年前在全球建立50GWh產(chǎn)能。寧德時代電池生產(chǎn)線寧德時代采用高度自動化的生產(chǎn)線，集成了最先進(jìn)的電池制造技術(shù)：智能化涂布設(shè)備，確保電極材料均勻分布高精度卷繞機(jī)，提高電芯一致性全自動化組裝線，降低人為因素影響先進(jìn)的測試系統(tǒng)，確保每個電池符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)大數(shù)據(jù)分析平臺，持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)數(shù)字孿生技術(shù)，實現(xiàn)生產(chǎn)過程全面可視化電池行業(yè)投資與市場規(guī)模全球儲能市場(億美元)中國市場占比(%)電池維護(hù)與安全操作規(guī)范定期檢查檢查電池水位和端子清潔（適用于鉛酸電池）觀察電池外觀是否有鼓包、漏液等異常測量開路電壓，評估健康狀態(tài)正確使用避免過充、過放及機(jī)械損傷使用匹配的充電器和充電參數(shù)避免在極端溫度環(huán)境下使用應(yīng)急處理電池起火：使用干粉滅火器，避免水滅火電解液泄漏：佩戴防護(hù)裝備，使用中和劑處理異常發(fā)熱：立即斷電，移至安全區(qū)域電池測試與質(zhì)量控制電性能測試容量測試：評估電池實際儲能能力內(nèi)阻測試：檢測電池內(nèi)部阻抗，判斷健康狀態(tài)循環(huán)壽命測試：模擬多次充放電過程，評估電池耐久性倍率性能測試：檢測電池在不同充放電速率下的表現(xiàn)安全性能評估熱失控模擬與安全性能評估包括針刺測試、擠壓測試、過充測試、熱箱測試等，全面驗證電池在極端條件下的安全表現(xiàn)。培訓(xùn)總結(jié)與知識回顧電池基礎(chǔ)知識與分類電池定義與工作原理一次電池與二次電池的區(qū)別容量、能量等關(guān)鍵參數(shù)電池安全基礎(chǔ)知識復(fù)合銅箔技術(shù)與安全創(chuàng)新鋰電池材料與結(jié)構(gòu)復(fù)合銅箔的三明治結(jié)構(gòu)熱失控阻斷原理產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展與市場格局行業(yè)趨勢與未來發(fā)展新型電池技術(shù)探索多元化應(yīng)用場景政策標(biāo)準(zhǔn)與綠色發(fā)展市場規(guī)模與投資機(jī)會互動問答環(huán)節(jié)常見問題復(fù)合銅箔技術(shù)與傳統(tǒng)安全技術(shù)相比有哪些優(yōu)勢？目前復(fù)合銅箔的良率和成本控制情況如何？復(fù)合銅箔技術(shù)在不同類型電池中的適用性？國內(nèi)外復(fù)合銅箔技術(shù)發(fā)展差異？未來3-5年復(fù)合銅箔技術(shù)的發(fā)展方向？歡迎提出您的問題，我們的專家團(tuán)隊將為您解答有關(guān)電池技術(shù)、市場趨勢和應(yīng)用案例的各類疑問。同時也歡迎分享您的實踐經(jīng)驗和行業(yè)見解。未來學(xué)習(xí)資源推薦行業(yè)權(quán)威報告中國電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書（中國電池工業(yè)協(xié)會）全球電池市場展望（彭博新能源財經(jīng)）電池安全技術(shù)研究報告（中國科學(xué)院）標(biāo)準(zhǔn)文檔GB/T36276《電動汽車用鋰離子動力電池》GB38031《電動汽車用動力蓄電池安全要求》IEC62619《工業(yè)用鋰離子電池安全要求》技術(shù)培訓(xùn)課程鋰電池安全技術(shù)專題培訓(xùn)（中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會）電池材料與制造工藝高級研修班（清華大學(xué)）電池管理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用（中國電工技術(shù)學(xué)會）電池技術(shù)發(fā)展趨勢電池技術(shù)發(fā)