文档介绍：电池原材料及工艺设计
培训教材
主讲:周正岳
2017/11/10
深圳市邦凯科技有限公司
化工类材料:锂酸锂(锰酸锂,镍酸锂,锂铁磷酸盐,三元材料)、碳素粉、隔膜、电解液、导电剂、PVDF、NMP、草酸、SBR、CMC、高温胶纸、铜箔、铝箔等
五金类材料:钢壳、铝壳、盖帽、隔圈、铝带、镍带、铝镍复合带等
材料篇
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1、钴酸锂
作为最重要的电池原材料之一的钴酸锂,其本身的许多特性就直接决定了成品电池的性能,因此我们对它的要求也是非常之高的。
除了以上基本特性外,还有振实密度、比表面积、平台性能、循环性能、特殊放电曲线、安全性能等的测试。
以湖南杉杉钴酸锂为例:
D10=2~5, D50=6~8, D90=12~15um
压实密度= ~(小试)
首次放电容量≥140mAh/g(按纯粉计,配MCMB)
正极材料的好坏几乎决定了成品电池的所有性能指标
纯度
水份
压实密度
放电容量
粒度分布
≥%
≤%
~
≥139MCMB)
6 ~14(D50)
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2、碳素粉
分类:人造石墨、天然石墨、MCMB、改性天然石墨
人造石墨:星光、星城、SAG-23
优点:价格便宜,导电性能好
缺点:容量平台低、压实密度小、循环寿命差
天然石墨:XG。。。
优点:首次容量高,压实密度大
缺点:价格较高、导电性能差、循环保持率较低
MCMB:天津铁诚
容量较高,循环性能较好。性价比较高
改性天然石墨:海容MGM、贝特瑞AMG-2。。。
导电性能有一定的改善,但容量、振实密度受到一定的影响,通过改性,将其二者做到最佳结合。
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AMG-2扫描电镜图
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极性
比表面积
D10
D50
D90
Dmax
振实密度
正极
<
2-6
6-14
8-35
<50
>
负极
普通人造石墨
<
1-4
4-14
30-45
<60
>
混合石墨
<
>
10-30
20-50
<60
>
中间相碳微球
<
5-16
15-24
24-40
<70
>
正负极材料的主要物理性能一览表
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不同负极匹配正极容量发挥一览表
材料名称
负极容量
对应正极发挥容量
压实密度
HG
320
140
-
HG2
320
140
-
XG
340
142-146
-
MCMB
310
140
-
TIMCAL
320
140-145
MAGD
320
140-143
SCMG-AH1
320
140
-
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3、电解液
溶质:六氟磷酸锂 LiPF6
溶剂:EC、PC、DEC、DMC等有机溶剂其中的两种或两种以上的溶剂按一定比例混合(根据电解液的要求不同而定溶剂组份与比例)。
其中,钴酸锂、碳素粉、电解液的性能好坏直接决定了成品电池的所有性能!
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4、隔膜
隔膜在电池中的起着桥梁的作用,在电池充放电时,锂离子从一极移动到另一极,隔膜中间需要有非常多的通道供锂离子通过,并且要使锂离子通过时的阻力尽量的小。因此,隔膜的技术指标就一目了然了。
隔膜技术指标:需要一定的孔隙率,一般在40~50%之间,纵横向均需要一定的抗拉强度、厚度的均匀性等。
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5、导电剂
分类
石墨类:KS-6、SO
碳黑类:SP、SS
乙炔黑:AC
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