【正文】 C)Heat Flow (W/g)LiNiO2LiNi Co O2LiCoO2LiMn2O4Prec harged t o 4. 5VSc an rat e at 10176。各個(gè)手機(jī)廠家可能有參照上述國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)而自行制定的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。電池阻抗的公式可表達(dá)如下： Z = Z’ + iZ” Z’ 是電池的直流電阻， Z” 是電池的交流阻抗。只有這樣操作，才能百分之百的充滿電池。但是，可能出現(xiàn)安全問(wèn)題。 3. 鋰 氧電池需要 + = 1安培小時(shí)的電量，反過(guò)來(lái)說(shuō)，每克活性材料可以產(chǎn)生 安培小時(shí)的電量。 例 1： Zn+2 + 2e = Zn 對(duì)鋅，其摩爾質(zhì)量是 克，也就是 克 /當(dāng)量。以上所有組成在工作電壓和溫度范圍內(nèi)是穩(wěn)定的。隔膜紙是電子的絕緣體，離子的透明體。 7． 軍用設(shè)備 C. 鋰電池的發(fā)展歷史簡(jiǎn)要介紹： 1. 1974 年美國(guó)教授 J. Goodenough 發(fā)現(xiàn)嵌鋰晶體 LiCoO2， LiNiO2，LiMn2O4 可以用作電池材料。 二、鋰電池的基本原理 ? 電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。因此，負(fù)電極中的鋰離子數(shù)量逐漸減少，而正電極中的鋰離子數(shù)量逐漸增多。 ? 因此能量密度最多只有理論值的 41%左右。 = 例如負(fù)極 1： Zn+2 + 2e = Zn E176。從化學(xué)角度而言，電極材料的電壓直接與其晶體結(jié)構(gòu)中的化學(xué)鍵能量相聯(lián)系。通常情況下電池的標(biāo)稱容量是指 條件下測(cè)試得到的電容量。 溫度特性 由 于鋰離子在電解液體和電極片中的遷移速率與溫度密切相關(guān)，因此溫度的上下波動(dòng)會(huì)顯著的影響鋰電池的技術(shù)性能。C 鎳氫 0 200 400 600 800 20176。 不論以上四種安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如何變化，其內(nèi)容基本上可以概括為以下幾點(diǎn)： ① 過(guò)充、 ② 過(guò)放、 ③ 過(guò)熱、 ④ 短路、 ⑤ 針刺和 ⑥ 沖擊。鋼殼鋰電池的內(nèi)部空隙只有 毫升，因此，電解液在發(fā)生氣化和驟然膨脹時(shí)所產(chǎn)生的能量將是巨大。該儀器是對(duì)被測(cè)試材料從室溫逐步加熱到高溫 (例如 400176。因此，在產(chǎn)品到達(dá)使用者手中之前，必須在石墨表面通過(guò)化學(xué)方法形成一層絕緣保護(hù)膜。當(dāng)溫度升高到超過(guò)+55176。充電狀態(tài)稱為SOC；放電深度稱為 DOD。短而厚對(duì)循環(huán)壽命、放電速率不利，但容量較大。 3. 鋅 氧電池需要 + = 克活性材料才能生成 1 安培小時(shí)的電量，反過(guò)來(lái)說(shuō)，每克活性材料可以產(chǎn)生 安培小時(shí)的電量。小時(shí) /升 (毫瓦而非活性成分是基片、隔膜紙、引線和外殼。聚合物鋰電池用鋁復(fù)合膜。 | NONE 鋰電池基本原理設(shè)計(jì)性能培訓(xùn)講義 1 目錄 一、 對(duì)于更高能量密度電源的需求是推動(dòng)電池快速發(fā)展的動(dòng)力 二、 鋰電池的基本原理 三、 鋰電池中的活性和非活性成分 四、 高能量密度鋰電池設(shè)計(jì) 五、 鋰電池的技術(shù)性能 (電池測(cè)試概念 ) 六、 鋰電池的安全性能 一、對(duì)于更高能量密度電源的需求是推動(dòng)電池快速發(fā)展的動(dòng)力 各種電池性能對(duì)照 表 1 發(fā)展史 參照點(diǎn) 第一代 第二代 第三代 第四代 技術(shù)參數(shù) 鉛酸 鎳 鎘 鎳氫 鋰離子 聚合物鋰離子 工作電壓 (V) 重量比能量 (Wh/Kg) 35 50 80 125 150 體積 比能量 (Wh/l) 80 150 200 320 360 充放電壽命 (次 ) 800 500 500 500 500 自放電率 (%/月 ) 57 2530 3035 69 25 電解質(zhì)狀態(tài) 液態(tài) 液態(tài) 液態(tài) 液態(tài) 聚合物膠體 方形電池最小厚度 500mm 3mm 3mm 3mm 1mm 有無(wú)記憶效應(yīng) 無(wú) 有 有 無(wú) 無(wú) 有無(wú)污染 有 有 無(wú) 無(wú) 無(wú) 生產(chǎn)成本 低 低 中 高 中 A. 高性能鋰電池的儲(chǔ)存能量 容量性能在普通鎳鎘電池和鉛酸電池之上。 ? 基本電池單元組成包括：負(fù)電極、正電極、電解質(zhì)、隔膜、外殼 負(fù)電極材料：石墨和碳粉（ C） 正電極材料：鈷酸鋰 LiCoO2 電解液： 1M LiPF6 加溶劑， EC 碳酸乙烯酯， DMC 碳酸二甲酯， EMC碳酸甲乙脂， DEC 碳酸二乙脂 隔膜：聚乙烯 PE，聚丙烯 PP，或兩者混合物 外殼：不銹鋼或者鋁殼。 三、鋰電池中的活性和非活性成分 從鋰電池的結(jié)構(gòu)元件來(lái)看，活性成分是正極、負(fù)極和電解質(zhì)。小時(shí) /克 ) 體 積比能量密度 = 能量容量 / 體積 = 瓦 2. 氧，其質(zhì)量比容量是 安培小時(shí) /克，或者說(shuō)，每安培小時(shí)需要 克氧。 正負(fù)電極片成分配方 正電極片：活性材料 LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4 非活性材料：導(dǎo)電碳粉，樹(shù)脂粘接劑 負(fù)電極片：活性材料 ：石墨 非活性材料：導(dǎo)電碳粉，樹(shù)脂粘接劑 正負(fù)電極片長(zhǎng)度與厚度： 長(zhǎng)度與厚度必須平衡，長(zhǎng)而簿對(duì)循環(huán)壽命、放電速率有利，但容量較小。充放電狀態(tài)以一百分比率來(lái)表示，以滿充電和滿放電為 100%。C 時(shí)，電池中的電解液會(huì)凝固，電池的內(nèi)阻會(huì)變得無(wú)窮大，電池將無(wú)法使用。由于負(fù)電極的主要成分是石墨，其導(dǎo)電率非常高，盡管在正負(fù)電極之間有隔膜作絕緣體，但是，高導(dǎo)電性的石墨仍有可能穿透隔膜而造成正負(fù)電極短路。材料的安 全性能可以用 DSC(Differential Scanning Calorimeter)儀器進(jìn)行測(cè)試和評(píng)定。 鋰電池正極材料的溫度寬容度與該材料的過(guò)充電寬容度相聯(lián)系。 電池的安全性能主要來(lái)源于 材料的安全性能。C 0176。鋰電池的正常使用溫度為 20176。 C倍率越大，電池的放電容量越小。下圖中給出了各種常用正極和負(fù)極材料的化學(xué)鍵能量，以電子伏特為單位，這些化學(xué)鍵能量可以直接換算成材料的電位差。 = 例如負(fù)極 2： Li+ + e = Li E176。 8 四、高能量密度鋰電池設(shè)計(jì) 材料