锂离子电池的工艺技术非常严格、复杂,这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。(1)制浆用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合,经高速搅拌均匀后,制成浆状的正负极物质。
(2)涂膜将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正负极极片。
(3)装配按正极片--隔膜--负极片--隔膜自上而下的顺序放好,经卷绕制成电池极芯,再经注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池的装配过程,制成成品电池。
(4)化成用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试,对每一只电池都进行检测,筛选出合格的成品电池,待出厂。
锂电池的原理及生产工艺流程?
一、锂离子电池原理1.0 正极构造 LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)正极2.0 负极构造 石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体(铜箔)负极 电芯的构造 电芯的正极是LiCoO2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。
根据上述的反应机理,正极采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从LiCoO2拿走XLi后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于X的大小。
通过研究发现当X>0.5时Li1-XCoO2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中的X值,一般充电电压不大于4.2V那么X小于0.5 ,这时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。
负极C6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中,当放电时Li回到正极LiCoO2中,但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中,心以保证下次充放电Li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分Li留在负极C6中,一般通过限制放电下限电压来实现。
所以锂电芯的安全充电上限电压≤4 .2V,放电下限电压≥2.5V。
3.0工作原理 锂电池内部成螺旋型结构,正极与负极之间由一层具有许多细微小孔的薄膜纸隔开。
锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。
锂离子电芯的能量容量密度可以达到300Wh/L,重量容量密度可以达到125Wh/L。
锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在,因此锂离子电芯更加安全稳定。
锂离子电池的正极采用钴酸锂,正极集流体是铝箔;负极采用碳,负极集流体是铜箔,锂离子电池的电解液是溶解了LiPF6的有机体。
锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极是碳。
当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生茶鞥的锂离子经过电解液运动到负极。
而作为负极的碳呈现层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
同样道理,党对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,有运动回到正极。
回到正极的锂离子越多,放电容量越高。
我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
锂离子电池盖帽上有防爆孔,在内部压力过大的情况下,防爆孔会自动打开泄压,以防止出现爆炸的现象。
锂离子电池的性能1、高能量密度 与同等容量的NI/CD或NI/MH电池相比,锂离子电池的重量轻,其体积比能量是这两类电池的1.5~2倍。
2、高电压 锂离子电池使用高电负性的含元素锂电极,使其端电压高达3.7V,这一电压是NI/CD或NI/MH电池电压的3倍。
3、无污染,环保型4、循环寿命长 寿命超过500次5、高负载能力 锂离子电池可以大电流连续放电,从而使这种电池可被应用于摄象机、手提电脑等大功率用电器上。
6、优良的安全性 由于使用优良的负极材料,克服了电池充电过程中锂枝晶的生长问题,使得锂离子电池的安全性大大提高。
同时采用特殊的可恢复配件,保证了电池在使用过程中的安全性。
※在生产加工中如何保证设计好的C/A比成了生产加工中的关键。
所以在生产中应就以下几个方面进行控制:1.负极材料的处理1)将大粒径及超细粉与所要求的粒径进行彻底分离,避免了局部电化学反应过度激烈而产生负反应的情况,提高了电芯的安全性。
2)提高材料表面孔隙率,这样可以提高10%以上的容量,同时在C/A 比不变的情况下,安全性大大提高。
处理的结果使负极材料表面与电解液有了更好的相容性,促进了SEI膜的形成及稳定上。
2.制浆工艺的控制1)制浆过程采用先进的工艺方法及特殊的化学试剂,使正负极浆料各组之间的表面张力降到了最低。
提高了各组之间的相容性,阻止了材料在搅拌过程“团聚”的现象。
2)涂布时基材料与喷头的间隙应控制在0.2mm以下,这样涂出的极板表面光滑无颗粒、凹陷、划痕等缺陷。
3)浆料应储存6小时以上,浆料粘度保持稳定,浆料内部无自聚成团现象。
均匀的浆料保证了正负极在基材上分布的均匀性,从而提高了电芯的一致性、安全性。
3.采用先进的极片制造设备1)可以保证极片质量的稳定和一致性,大大提高电芯极片均一性,降低了不安全电芯的出现机率。
2)涂布机单片极板上面密度误差值应小于±2%,极板长度及间隙尺寸误差应小于2mm。
3)辊压机的辊轴锥度和径向跳动应不大于4μm,这样才能保证极板厚度的一致性。
设备应配有完善的吸尘系统,避免因浮尘颗粒而导致的电芯内部微短路,从而保证了电芯的自放电性能。
4)分切机应采用切刀为辊刀型的连续分切设备,这样切出的极片不存在荷叶边,毛刺等缺陷。
同样设备应配有完善的吸尘系统,从而保证了电芯的自放电性能。
4.先进的封口技术 目前国内外方形锂离子电芯的封口均采用激光(LASER)熔接封口技术,它...
锂离子电池的政策标准
我国首部锂离子电池强制标准于2015年8月1号正式实施。
为加强锂离子电池行业管理,提高行业发展水平,引导产业转型升级和结构调整,推动锂离子电池产业持续健康发展, 2015年12月11日,工信部发布了《锂离子电池行业规范条件》征求意见稿,明确了锂离子电池企业和产品的准入规则。
有关锂电池的所有问题
锂离子电池简介 时间:2004-9-23 14:32:12 来源:中国电池网 一、锂离子电池名称简介 现已广泛被大家使用的锂离子电池是由锂电池发展而来的。
所以在认识锂离子电池之前,我们先来介绍一下锂电池。
举例来讲,以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。
锂电池的负极材料是锂金属,正极材料是碳材。
按照大家习惯上的命名规律,我们称这种电池为锂电池。
锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极材料是碳材。
电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程,为了区别于传统意义上的锂电池,所以人们称之为锂离子电池。
二、锂离子电池的广泛用途 发展高科技的目的是为了使其更好的服务于人类。
锂离子电池自1990年问世以来,因其卓越的性能得到了迅猛的发展,并广泛地应用于社会。
锂离子电池以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域,象大家熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机等等,且越来越多的国家将该电池应用于军事用途。
应用表明,锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。
三、锂离子电池的主要构成 (1)电池盖 (2)正 极----活性物质为氧化钴锂 (3)隔 膜----一种特殊的复合膜 (4)负 极----活性物质为碳 (5)有机电解液 (6)电池壳 四、锂离子电池的优越性能 我们经常说的锂离子电池的优越性是针对于传统的镍镉电池(Ni/Cd)和镍氢电池(Ni/MH)来讲的。
那么,锂离子电池究竟好在哪里呢? (1)工作电压高 (2)比能量大 (3)循环寿命长 (4)自放电率低 (5)无记忆效应 (6)无污染 以下是镍镉、镍氢、锂离子电池性能的对比: 技术参数 镍镉电池 镍氢电池 锂离子电池 工作电压(V) 1.2 1.2 3.6 重量比能量(Wh/Kg) 50 65 105-140 体积比能量(Wh/l) 150 200 300 充放电寿命(次) 500 500 1000 自放电率(%/月) 25-30 30-35 6-9 有无记忆效应 有 有 无 有无污染 有 无 无 (注:充电速率均为1C) 五、锂离子电池的工作原理 大家都已知道,锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极是碳。
锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。
当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。
而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。
同样道理,当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程),嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回到正极。
回到正极的锂离子越多,放电容量越高。
我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
不难看出,在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极 → 负极 →正极的运动状态。
如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象优秀的运动健将,在摇椅的两端来回奔跑。
所以,专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。
六、锂离子电池的组装过程 锂离子电池的工艺技术非常严格、复杂,这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。
(1)制浆 用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合,经高速搅拌均匀后,制成浆状的正负极物质。
(2)涂膜 将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面,烘干,分别制成正负极极片。
(3)装配 按正极片--隔膜--负极片--隔膜自上而下的顺序放好,经卷绕制成电池极芯,再经注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池的装配过程,制成成品电池。
(4)化成 用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试,对每一只电池都进行检测,筛选出合格的成品电池,待出厂。
七、锂离子电池的安全特性 锂离子电池已非常广泛的应用于人们的日常生活中,所以它的安全性能绝对应该是锂离子电池的第一项考核指标。
对于锂离子电池安全性能的考核指标,国际上规定了非常严格的标准,一只合格的锂离子电池在安全性能上应该满足以下条件。
(1)短路:不起火,不爆炸 (2)过充电:不起火,不爆炸 (3)热箱试验:不起火,不爆炸(150℃恒温10min) (4)针剌:不爆炸(用Ф3mm钉穿透电池) (5)平板冲击:不起火,不爆炸(10kg重物自1M高处砸向电池) (6)焚烧:不爆炸(煤气火焰烧烤电池) 八、锂离子电池安全特性是如何实现的? 为了确保锂离子电池安全可靠的使用,专家们进行了非常严格、周密的电池安全设计,以达到电池安全考核指标。
(1)隔膜135℃自动关断保护 采用国际先进的Celgard2300PE-PP-PE三层复合膜。
在电池升温达到120℃的情况下,复合膜两侧的PE膜孔闭合,电池内阻增大,电池内部升温减缓,电池升温达到135℃时,PP膜孔闭合,电池内部断路,电池不再升温,确保电池安全可靠。
(2)向电液中加入添加剂 在电池过充,电池电压高于4.2v的条件下,电液添加剂与电液中其他物质聚合,电池内阻大副增加,电池内部形成大面积断路,电池不再升温。
(3)电池盖复合结构 电池盖采用刻痕防爆结构,电池升温时,电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀,电池内压加大,压力达到一定程度刻痕破裂、放气。
(4)各种环境滥用试验 进行各项滥用试验,如外部短路、过充、针刺、平板冲击、焚烧等,考察电池的安全性能。
同时对电...
聚合物锂电池和锂电池哪个寿命长
在手机中,无论是从技术角度评估还是从价格方面的考虑,电池都占有十分重要的地位。
时值今日,市场上正在销售的手机中,所使用的电池已经基本完成了从镍电池到锂电池的过渡。
也许是由于手机电池刚刚完成了一次镍电池到锂电池的革命,所以人们对锂电池的认识并不统一,在许多情况下不正确的说法和做法颇为流行。
因此,懂得一点锂电池的知识,掌握锂电池的正确使用方法是非常有必要的。
一、锂电池的种类: 目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)与锂离子(Li-ion)两种类型。
锂离子电池中已经量产的有液体锂离子电池(LiB)和聚合物锂离子电池(LiP)两种。
所以在许多情况下,电池上标注了Li-ion的,一定是锂离子电池。
但不一定就是液体锂离子电池,也有可能是聚合物锂离子电池。
锂离子电池是锂电池的改进型产品。
锂电池很早以前就有了,但锂是一种高度活跃(还记得它在元素周期表中的位置吗?)的金属,它使用时不太安全,经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况,后来就有了改进型的锂离子电池,加入了能抑制锂元素活跃的成份(比如钴、锰等等)从而使锂电真正达到了安全、高效、方便,而老的锂电池也随之基本上淘汰了。
至于如何区分它们,从电池的标识上就能识别,锂电池为Li、锂离子电池为Li-ion。
现在,笔记本和手机使用的所谓“锂电池”,其实都是锂离子电池。
现代电池的基本构造包括正极、负极与电解质三项要素。
作为电池的一种,锂离子电池同样具有这三个要素。
一般锂离子技术使用液体或无机胶体电解液,因此需要坚固的外壳来容纳可燃的活性成分,这就增加了电池的重量和成本,也限制了尺寸大小和造型的灵活性。
一般而言,液体锂离子二次电池的最小厚度是6mm,再减少就比较困难。
而所谓聚合物锂离子电池是在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料作为其主要的电池系统。
新一代的聚合物锂离子电池在聚合物化的程度上已经很高,所以形状上可做到薄形化(最薄0.5毫米)、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,从而可以配合产品需求,做成任何形状与容量的电池。
同时,聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%,其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。
目前市面上所销售的液体锂离子(LiB)电池在过度充电的情形下,容易造成安全阀破裂因而起火的情形,这是非常危险的,所以必需加装保护IC线路以确保电池不会发生过度充电的情形。
而高分子聚合物锂离子电池方面,这种类型的电池相对液体锂离子电池而言具有较好的耐充放电特性,因此对外加保护IC线路方面的要求可以适当放宽。
此外在充电方面,聚合物锂离子电池可以利用IC定电流充电,与锂离子二次电池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充电方式所需的时间比较起来,可以缩短许多的等待时间。
二、手机制造商对锂电池的应用情况 虽然近几年来几乎所有厂家都已经倾向于采用锂离子电池,但世界各大手机制造商对电池的选择还是有自己的特点和习惯,例如曾经在相同的一段历史时期里: 诺基亚:采用Ni-MH(镍氢)电池、LiB(液体锂离子)电池,未采用LiP(聚合物锂离子)电池。
爱立信:采用Ni-MH电池、LiB电池、LiP电池。
摩托罗拉:采用Ni-MH电池、LiB电池,未采用LiP电池。
不难发现,从为手机最早选用LiP聚合物锂离子电池这件事情上,爱立信体现出自己手机技术先驱的本色。
根据我查找到的资料表明,目前聚合物锂离子电池主要制造厂为日本SONY、松下、GS等几家公司,2000年的生产量达到2100万只,其中50%为爱立信手机配套。
进入2002年的今天,锂离子电池在其它手机厂商的手机上也已广泛的应用与普及。
但在聚合物锂离子电池的使用上,还远没有达到在所有手机厂家的产品中得到普及的程度,广泛应用还有待时日。
另一方面,虽然锂离子电池优点多多,但也有缺陷,如价格高和充放电次数少等等。
锂电池的充放电次数只有400-600次,经过特殊改进的产品也不过800 多次。
而镍氢电池的充电次数能够达到700次以上,某些质量好的产品充放电可达1200次,这样一比较,镍氢电池要比锂电池长寿。
此外镍氢电池的价格也要比锂电池低很多。
而且严格说来,锂电池同样会有记忆效应,只是它的记忆效应非常低,基本上可以忽略不计。
由此看来,目前还没有十全十美电池。
三、锂离子电池的使用 这部分是本文的重点,我们分三点来谈。
1、如何为新电池充电 在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。
但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。
由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。
因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。
不仅理论上是如此,从我自己的实践来看,从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。
对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时...
各位朋友,最近成功应聘一家做锂电池业务的公司,本人之前未从事...
在手机中,无论是从技术角度评估还是从价格方面的考虑,电池都占有十分重要的地位。
时值今日,市场上正在销售的手机中,所使用的电池已经基本完成了从镍电池到锂电池的过渡。
也许是由于手机电池刚刚完成了一次镍电池到锂电池的革命,所以人们对锂电池的认识并不统一,在许多情况下不正确的说法和做法颇为流行。
因此,懂得一点锂电池的知识,掌握锂电池的正确使用方法是非常有必要的。
一、锂电池的种类: 目前市面上所使用的二次电池主要有镍氢(Ni-MH)与锂离子(Li-ion)两种类型。
锂离子电池中已经量产的有液体锂离子电池(LiB)和聚合物锂离子电池(LiP)两种。
所以在许多情况下,电池上标注了Li-ion的,一定是锂离子电池。
但不一定就是液体锂离子电池,也有可能是聚合物锂离子电池。
锂离子电池是锂电池的改进型产品。
锂电池很早以前就有了,但锂是一种高度活跃(还记得它在元素周期表中的位置吗?)的金属,它使用时不太安全,经常会在充电时出现燃烧、爆裂的情况,后来就有了改进型的锂离子电池,加入了能抑制锂元素活跃的成份(比如钴、锰等等)从而使锂电真正达到了安全、高效、方便,而老的锂电池也随之基本上淘汰了。
至于如何区分它们,从电池的标识上就能识别,锂电池为Li、锂离子电池为Li-ion。
现在,笔记本和手机使用的所谓“锂电池”,其实都是锂离子电池。
现代电池的基本构造包括正极、负极与电解质三项要素。
作为电池的一种,锂离子电池同样具有这三个要素。
一般锂离子技术使用液体或无机胶体电解液,因此需要坚固的外壳来容纳可燃的活性成分,这就增加了电池的重量和成本,也限制了尺寸大小和造型的灵活性。
一般而言,液体锂离子二次电池的最小厚度是6mm,再减少就比较困难。
而所谓聚合物锂离子电池是在这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料作为其主要的电池系统。
新一代的聚合物锂离子电池在聚合物化的程度上已经很高,所以形状上可做到薄形化(最薄0.5毫米)、任意面积化和任意形状化,大大提高了电池造型设计的灵活性,从而可以配合产品需求,做成任何形状与容量的电池。
同时,聚合物锂离子电池的单位能量比目前的一般锂离子电池提高了50%,其容量、充放电特性、安全性、工作温度范围、循环寿命与环保性能等方面都较锂离子电池有大幅度的提高。
目前市面上所销售的液体锂离子(LiB)电池在过度充电的情形下,容易造成安全阀破裂因而起火的情形,这是非常危险的,所以必需加装保护IC线路以确保电池不会发生过度充电的情形。
而高分子聚合物锂离子电池方面,这种类型的电池相对液体锂离子电池而言具有较好的耐充放电特性,因此对外加保护IC线路方面的要求可以适当放宽。
此外在充电方面,聚合物锂离子电池可以利用IC定电流充电,与锂离子二次电池所采用的CCCV(Constant Currert-Constant Voltage)充电方式所需的时间比较起来,可以缩短许多的等待时间。
二、手机制造商对锂电池的应用情况 虽然近几年来几乎所有厂家都已经倾向于采用锂离子电池,但世界各大手机制造商对电池的选择还是有自己的特点和习惯,例如曾经在相同的一段历史时期里: 诺基亚:采用Ni-MH(镍氢)电池、LiB(液体锂离子)电池,未采用LiP(聚合物锂离子)电池。
爱立信:采用Ni-MH电池、LiB电池、LiP电池。
摩托罗拉:采用Ni-MH电池、LiB电池,未采用LiP电池。
不难发现,从为手机最早选用LiP聚合物锂离子电池这件事情上,爱立信体现出自己手机技术先驱的本色。
根据我查找到的资料表明,目前聚合物锂离子电池主要制造厂为日本SONY、松下、GS等几家公司,2000年的生产量达到2100万只,其中50%为爱立信手机配套。
进入2002年的今天,锂离子电池在其它手机厂商的手机上也已广泛的应用与普及。
但在聚合物锂离子电池的使用上,还远没有达到在所有手机厂家的产品中得到普及的程度,广泛应用还有待时日。
另一方面,虽然锂离子电池优点多多,但也有缺陷,如价格高和充放电次数少等等。
锂电池的充放电次数只有400-600次,经过特殊改进的产品也不过800 多次。
而镍氢电池的充电次数能够达到700次以上,某些质量好的产品充放电可达1200次,这样一比较,镍氢电池要比锂电池长寿。
此外镍氢电池的价格也要比锂电池低很多。
而且严格说来,锂电池同样会有记忆效应,只是它的记忆效应非常低,基本上可以忽略不计。
由此看来,目前还没有十全十美电池。
三、锂离子电池的使用 这部分是本文的重点,我们分三点来谈。
1、如何为新电池充电 在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。
但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。
由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。
因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。
不仅理论上是如此,从我自己的实践来看,从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。
对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是...
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