《锂电池知识培训》PPT课件.ppt

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1、Confidential Proprietary 2022/10/271锂离子电池基础知识介绍锂离子电池基础知识介绍Confidential Proprietary 22022/10/27目录目录第一章第一章第一章第一章 锂离子电池反应机理及结构锂离子电池反应机理及结构锂离子电池反应机理及结构锂离子电池反应机理及结构第二章第二章第二章第二章 聚合物电池生产过程聚合物电池生产过程聚合物电池生产过程聚合物电池生产过程第三章第三章第三章第三章 圆柱电池生产过程圆柱电池生产过程圆柱电池生产过程圆柱电池生产过程第四章第四章第四章第四章 锂离子电池的一些基本电性能锂离子电池的一些基本电性能锂离子电池的一些

2、基本电性能锂离子电池的一些基本电性能第五章第五章第五章第五章 锂离子电池安全性能及关键控制点锂离子电池安全性能及关键控制点锂离子电池安全性能及关键控制点锂离子电池安全性能及关键控制点第六章第六章第六章第六章 PACKPACK介绍介绍介绍介绍第七章第七章第七章第七章 锂离子电池相关标准锂离子电池相关标准锂离子电池相关标准锂离子电池相关标准第八章第八章第八章第八章 磷酸铁锂介绍磷酸铁锂介绍磷酸铁锂介绍磷酸铁锂介绍Confidential Proprietary 32022/10/27什么叫锂离子电池？什么叫锂离子电池？锂离子电池是指锂离子电池是指锂离子电池是指锂离子电池是指LiLi+嵌入化合物为正

3、、负极的二次嵌入化合物为正、负极的二次嵌入化合物为正、负极的二次嵌入化合物为正、负极的二次电池。电池。电池。电池。正极采用锂化合物正极采用锂化合物正极采用锂化合物正极采用锂化合物LiLiX XCoOCoO2 2、LiLiX XNiONiO2 2 、LiLiX XMnOMnO2 2 或或或或LiLiX XFePOFePO4 4 等等等等负极采用锂负极采用锂负极采用锂负极采用锂-碳层间化合物碳层间化合物碳层间化合物碳层间化合物LiLiX XC C6 6等。等。等。等。电解质为溶解有锂盐电解质为溶解有锂盐电解质为溶解有锂盐电解质为溶解有锂盐LiPFLiPF6 6 、LiAsFLiAsF6 6等有机溶

4、液。等有机溶液。等有机溶液。等有机溶液。在充放电过程中，在充放电过程中，在充放电过程中，在充放电过程中，LiLi+在两个电极之间往返嵌入和在两个电极之间往返嵌入和在两个电极之间往返嵌入和在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，被形象的称为脱嵌，被形象的称为脱嵌，被形象的称为脱嵌，被形象的称为“摇椅电池摇椅电池摇椅电池摇椅电池”。充电时，充电时，充电时，充电时，LiLi+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态。负极处于富锂状态。负极处于富锂状态。负极处于富锂状态。放电时则相反。放电时则相反。放电时则相

5、反。放电时则相反。Confidential Proprietary 42022/10/27锂离子电池电化学反应机理锂离子电池电化学反应机理正极反应：LiCoO2=Li1-xCoO2+xLi+xe-负极反应：6C+xLi+xe-=LixC6 电池总反应：LiCoO2+C6=Li1-xCoO2+LixC6 放电时发生上述反应的逆反应。充电放电充电放电充电放电Confidential Proprietary 52022/10/27在电池化成初次充电过程中：在电池化成初次充电过程中：在电池化成初次充电过程中：在电池化成初次充电过程中：电池电压大约在电池电压大约在电池电压大约在电池电压大约在左右，电解质

6、在负极表面还原，形成固态左右，电解质在负极表面还原，形成固态左右，电解质在负极表面还原，形成固态左右，电解质在负极表面还原，形成固态电解质界面（电解质界面（电解质界面（电解质界面（SEI SEI 膜：烷基碳酸锂、氧化锂、碳酸锂、氟膜：烷基碳酸锂、氧化锂、碳酸锂、氟膜：烷基碳酸锂、氧化锂、碳酸锂、氟膜：烷基碳酸锂、氧化锂、碳酸锂、氟化锂等），作用是使溶剂化锂离子脱去表面溶剂分子得到化锂等），作用是使溶剂化锂离子脱去表面溶剂分子得到化锂等），作用是使溶剂化锂离子脱去表面溶剂分子得到化锂等），作用是使溶剂化锂离子脱去表面溶剂分子得到电子嵌入石墨层内。此时正极开始脱出锂离子电子嵌入石墨层内。此时正极开

7、始脱出锂离子电子嵌入石墨层内。此时正极开始脱出锂离子电子嵌入石墨层内。此时正极开始脱出锂离子,容量占总容量占总容量占总容量占总体容量的体容量的体容量的体容量的10%10%左右。对电池而言表现为产生气体：主要成左右。对电池而言表现为产生气体：主要成左右。对电池而言表现为产生气体：主要成左右。对电池而言表现为产生气体：主要成分为溶剂还原产物如乙烯、丙烯和分为溶剂还原产物如乙烯、丙烯和分为溶剂还原产物如乙烯、丙烯和分为溶剂还原产物如乙烯、丙烯和 CO2 CO2 等。等。等。等。由于电池初期的产气现象，电池内部压力增大同时使电液由于电池初期的产气现象，电池内部压力增大同时使电液由于电池初期的产气现象，

8、电池内部压力增大同时使电液由于电池初期的产气现象，电池内部压力增大同时使电液在极组中分布不均匀，出现析锂和电池鼓胀现象。目前解在极组中分布不均匀，出现析锂和电池鼓胀现象。目前解在极组中分布不均匀，出现析锂和电池鼓胀现象。目前解在极组中分布不均匀，出现析锂和电池鼓胀现象。目前解决方案就是开口排气，使化成初期产生的气体排出电池之决方案就是开口排气，使化成初期产生的气体排出电池之决方案就是开口排气，使化成初期产生的气体排出电池之决方案就是开口排气，使化成初期产生的气体排出电池之外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同时，外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同时，外，采用真空的方法可能效

9、果更好，使气体排出的同时，外，采用真空的方法可能效果更好，使气体排出的同时，使电液进一步在极组内部扩散。使电液进一步在极组内部扩散。使电液进一步在极组内部扩散。使电液进一步在极组内部扩散。电压在电压在电压在电压在时时时时,电池的活性物质开始发生电化学反应电池的活性物质开始发生电化学反应电池的活性物质开始发生电化学反应电池的活性物质开始发生电化学反应,负极活性负极活性负极活性负极活性物质开始嵌入锂离子物质开始嵌入锂离子物质开始嵌入锂离子物质开始嵌入锂离子,正极继续脱出锂离子。正极继续脱出锂离子。正极继续脱出锂离子。正极继续脱出锂离子。锂离子电池电化学反应机理锂离子电池电化学反应机理Confide

10、ntial Proprietary 62022/10/27锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程锂离子电池负极在第一次充电时的反应过程锂离子电池电化学反应机理锂离子电池电化学反应机理Confidential Proprietary 72022/10/27锂离子电池结构锂离子电池结构正极正极 活性物质活性物质（LiCoOLiCoO2 2LiMnOLiMnO2 2LiNiLiNix xCoCo1-x1-xOO2 2 Li LiX XFePOFePO4 4 )导电剂、溶剂、粘合剂、基体导电剂、溶剂、粘合剂、基体 负极负极 活

11、性物质活性物质（石墨、（石墨、（石墨、（石墨、MCMB)MCMB)粘合剂、溶剂、基体、导电剂粘合剂、溶剂、基体、导电剂 隔膜（隔膜（PP+PE）电解液（电解液（LiPF6+DMC/EC/EMC)外壳五金件（钢壳、铝塑膜、铝壳、盖板、外壳五金件（钢壳、铝塑膜、铝壳、盖板、极耳、绝缘片等）极耳、绝缘片等）Confidential Proprietary 82022/10/27圆柱形锂离子电池结构图圆柱形锂离子电池结构图密封圈限流开关隔膜绝缘垫绝缘圈正极极耳Confidential Proprietary 92022/10/27软包装锂离子电池结构图软包装锂离子电池结构图Confidential P

12、roprietary 102022/10/27方形锂离子电池结构图方形锂离子电池结构图Confidential Proprietary 112022/10/27锂离子电池结构锂离子电池结构正极正极正极基体：铝箔（约厚)正极物质：钴酸锂+导电剂+PVDF正极极耳：铝带（约厚）作用：提供锂源Confidential Proprietary 122022/10/27锂离子电池结构锂离子电池结构负极负极负极基体：铜箔（约0.010mm厚)负极物质：石墨+CMC+SBR/石墨+PVDF负极极耳：镍带（约0.07mm厚）作用：接受容纳锂离子Confidential Proprietary 132022/1

13、0/27锂离子电池结构锂离子电池结构隔膜隔膜l材质：单层PE（聚乙烯）或者 三层复合PP（聚丙烯）+PE+PPl厚度：单层一般为 三层一般为作用：将正负极完全隔开，防止正负极直接短路Confidential Proprietary 142022/10/27锂离子电池结构锂离子电池结构电解液电解液性质：性质：性质：性质：无色透明液体，具有较强吸湿性。无色透明液体，具有较强吸湿性。无色透明液体，具有较强吸湿性。无色透明液体，具有较强吸湿性。应用：应用：应用：应用：主要用于可充电锂离子电池的电解液，只主要用于可充电锂离子电池的电解液，只主要用于可充电锂离子电池的电解液，只主要用于可充电锂离子电池的电

14、解液，只能在干燥环境下使用操作（如环境水分小能在干燥环境下使用操作（如环境水分小能在干燥环境下使用操作（如环境水分小能在干燥环境下使用操作（如环境水分小于于于于20ppm20ppm的手套箱内）。的手套箱内）。的手套箱内）。的手套箱内）。规格：规格：规格：规格：溶剂组成溶剂组成溶剂组成溶剂组成 DMC:EMC:EC=1:1:1 DMC:EMC:EC=1:1:1（重量比）（重量比）（重量比）（重量比）LiPF6LiPF6浓度浓度浓度浓度 1mol/l1mol/l质量指标：质量指标：质量指标：质量指标：密度（密度（密度（密度（2525）g/cmg/cm3 3 水分（卡尔费休法）水分（卡尔费休法）水分

15、（卡尔费休法）水分（卡尔费休法）20ppm20ppm 游离酸（以游离酸（以游离酸（以游离酸（以HFHF计）计）计）计）50ppm50ppm 电导率（电导率（电导率（电导率（2525）10.40.5 ms10.40.5 mscmcmConfidential Proprietary 152022/10/27聚合物锂电的命名一般根据它的厚度、宽度、长度的尺寸得出的。聚合物锂电的命名一般根据它的厚度、宽度、长度的尺寸得出的。如如402025402025：那就表示它的厚度是那就表示它的厚度是4.0mm;4.0mm;宽度是宽度是20mm,20mm,长度是长度是25mm25mm。宽宽20mm20mm长长25

16、mm25mm厚厚4.0mm4.0mm聚合物电池简介聚合物电池简介Confidential Proprietary 162022/10/27电电池池极极片制作片制作电电池隔膜准池隔膜准备备极极组组卷卷绕绕电电池自放池自放电电挑挑选选电电池池壳壳制作制作电电池池侧顶边侧顶边封封电电池注液池注液电电池化成池化成电电池后池后处处理理电电池后池后处处理理电电池后加工池后加工分分选选出出货检验货检验电电池池转转PACK 或直接出或直接出货货聚合物电池的生产过程示意图聚合物电池的生产过程示意图Confidential Proprietary 172022/10/27极片、隔膜极片、隔膜极组极组电池壳电池壳待

17、注液电池待注液电池待充电电池待充电电池待出货电池待出货电池聚合物电池的生产过程聚合物电池的生产过程Confidential Proprietary 182022/10/27正极片正极片负极片负极片隔膜+-卷绕极组聚合物电池生产过程卷绕聚合物电池生产过程卷绕Confidential Proprietary 192022/10/27聚合物电池壳材料聚合物电池壳材料结构示意图结构示意图ONALCPP113m电池壳电池壳铝铝塑塑封封装装袋袋ON:ON:尼龙层尼龙层 25m25mAL:AL:铝层铝层 40m40mCPP:CPPCPP:CPP层层 35m35m聚合物冲壳设备聚合物冲壳设备聚合物电池生产过程冲壳聚合物电池生产过程冲壳Confidential Proprietary 202022/10/27聚合物电池生产过程封边（侧顶封）聚合物电池生产过程封边（侧顶封）顶侧封装设备顶侧封装设备待注待注液口液口顶侧封装顶侧封装顶侧封装产品顶侧封装产品