锂电池基础知识.ppt

文档介绍：锂离子电池简介
背景
微电子技术迅速发展,小型化设备普及
一次电池使用成本高,环境污染严重
镍镉、镍氢电池有记忆效应
历史
Thomas Edison于1890年前后发明了锂电池
. Lewis从1912起做了许多锂电池的研究工作
1970年Aekson制成第一颗锂原电池并投入商用
1992年Sony公司首先商业化生产锂离子电池
1993年Bell实验室研发出第一颗聚合物锂离子电池,
1999年聚合物电池商业化
2000年中国锂离子电池商业化
结构
外壳:钢壳或铝壳,以达到防爆的效果
正极:LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体(铝箔)
负极:C6(石墨) +导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+集流体(铜箔)
隔膜:复合聚合物,有三层组成。
电解液:腐蚀、易燃易爆化学材料
安全阀:防止电池温度过高引起爆炸
圆柱电池示意图
方型电池示意图
工作原理
摇椅式电池:正极钴酸锂(LiCoO2),负极石墨碳(C6),充电时锂离子(Li+)从正极脱嵌,经隔膜到负极后嵌入碳分子中;放电时反之
充电原理
放电原理
正极材料
正极采用嵌锂的过渡金属的氧化物,目前主要是钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂
钴酸锂(LiCoO2):市场份额约80%,能量密度高,技术成熟;但成本高,需要保护电路且安全性能差
镍钴锰酸锂 Li(n)O2 又称三元材料:成本低,容量高,但生产环境苛刻,极片反弹快,工作温度区间小。
锰酸锂(LiMnO4):成本低、安全,但稳定性差、充放电容量衰减较快。
磷酸铁锂(LiFePO4):成本低、安全、寿命长、耐高温,但高倍率充放电时实际比容较低、一致性差,因此多用作动力电池