锂离子电池的基础知识介绍.ppt

2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited锂离子电池基础知识介绍锂离子电池基础知识介绍Department:R&DPrepared by:Stony WangDate:Jun.7th 20142022/10/28Unauthorized reproduction prohibited锂离子电池基础知识介绍基本工作原理正负极材料理论克容量的基本计算常见的正负极材料电解液隔离膜3C电池的相关要求面临的一些挑战致谢纲要纲要2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited基本原理之氧化还原反应基本原理之氧化还原反应定义氧化还原反应涉及到氧化反应和还原反应两个方面，同时伴随着电子的转移如：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4氧化反应失电子还原反应得电子半反应，任何氧化还原反应都存在两个半反应.氧化反应失电子如:2H2-4e=4H+还原反应得电子如:O2+4H+4e-=2H2O 氧化还原反应必须同时存在，不能单独存在。2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited化学反应=化学电池-受控化学反应 第一步:2H2=4H+4e第二步:O2+4H+4e-=2H2O 电荷为什么会移动?化学势差 水会自动从高处往 低处流化学电池的工作原理化学电池的工作原理2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited主要素有:正极、负极、电解液 隔离膜、引线、外包装 电池的能量 电池能量=化学势差*电量 化学势差-决定于正负极材料的化学势 电量-决定于正负极能移动电子总量化学电池之能量与要素化学电池之能量与要素2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited电池能量电池能量=化学势差化学势差*电量电量1990年年,Sony公公司推出司推出锂离子电池的选择和诞生锂离子电池的选择和诞生2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited“Rocking chair battery”锂离子电池的工作原理锂离子电池的工作原理2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited正负极材料理论克容量的基本计算几个重要的物理化学常数 NA=6.022*1023个e/mol e=1.60217610-19 C F=NA*e=6.022*1023*1.60217610-19=96500C/mol推演过程 1mol 电子电量是多少mAh?正负材料分子量为M（g/mol)，由此可知该材料1mol 能转移多少电子。计算公为：26800/M=？mAh/g LiCoO2?LiFePO4?LiMn2O4?Li4Ti5O12?Li Ni Co MnO2?2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited锂离子电池、镍氢和镍隔电池的比较锂离子电池、镍氢和镍隔电池的比较2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited常用正极材料常用正极材料2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited其它正极材料其它正极材料2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited钴酸锂材料的充放电曲线钴酸锂材料的充放电曲线2022/10/28Unauthorized reproduction prohibitedREC主要阴极材料主要阴极材料2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited负极材料负极材料锂离子电池负极材料锂离子电池负极材料2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited商品化的碳负极商品化的碳负极2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited碳负极表面的碳负极表面的SEI2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited负极石墨的充放电曲线负极石墨的充放电曲线2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited电解液电解液2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited添加剂添加剂2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited隔离膜隔离膜 作用 防止阴阳极接触，造成短路 关心的参数 强度 孔隙率、电解液的浸润性等 常用隔离膜的形貌三层膜三层膜单层膜单层膜2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited3C3C电池的相关要求电池的相关要求 GB18287-2000 IEC62133 JIS C 8714 UL IEEE-1725 详细要求请参见相关标准2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited面临的一些挑战面临的一些挑战 安全问题n 过充的安全n 内部短路的控制n 电池热稳定性 能量密度问题 越高越好，目前受正负极材料的限制短期很难有大的突破 成本问题 越低越好2022/10/28Unauthorized reproduction prohibited谢谢大家，欢迎提问谢谢大家，欢迎提问!