锂离子电池原理及基础知识介绍.ppt
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1、锂离子电池基础知识Sept.,2010锂离子电池的历史人类对便携能源的追求:高能量密度,高性能,方便快捷,经济环保不懈追求高能电池锂电池聚合物电解质安全问题炭负极聚合物锂离子繁荣的锂离子电池石墨负极锂离子Li固体电解质安全活性材料二次电池70年代1989 年1993 年90 年代应用领域的深化和拓展锂离子电池应用锂离子电池种类按外形:圆柱形、方形、异形按包装材质:钢壳、铝壳、铝塑软包装按电解液:液态锂离子、凝胶聚合物、固体聚合物按构造:层叠式、卷绕式按性能:高能量、高功率(高倍率)按应用:便携小器件、电动能源锂离子电池特点优点:能量密度高单电池电压高污染小,绿色环保不足:安全(在逐步提高)价格
2、(现在很便宜了)锂离子电池的构造五要素:正极材料:含锂的过渡族金属化合物负极材料:炭材料隔离膜:PP、PE类电解液:含锂盐的有机电解液包装:软包装、钢壳、铝壳锂离子电池正极材料种类:Ni、Co、Mn的化合物:钴酸锂,镍锰钴锂,镍钴锂,尖锰磷酸盐类:磷酸铁锂,磷酸钒锂结构:层状结构三维隧道结构特点(钴酸锂):蓝黑色固体粉末易吸潮真实密度5g/cc,振实密度2.5g/cc,粒度8um容量140mAh/g钴酸锂钴原子层、氧原子层和锂原子层交替堆叠而成的层状晶体结构化学式:LixCoO2通过高温烧结制造的陶瓷材料钴氧锂钴酸锂的电性能可逆容量:140mAh/g平台:电压范围:01505010034VmA
3、h/gIrrRev首次充电首次放电钴酸锂的电性能LiCoO2过充区域过充区域安全使用范围安全使用范围3.04.05.0LiCoO2Li0.5CoO2Li0.8CoO2极度危极度危险区域险区域完全失完全失效区域效区域0mAh/g137mAh/g200mAh/g锂离子电池负极材料种类:炭材料家族:人造石墨、天然石墨、硬炭非炭类:硅炭、锡合金结构(石墨):层状结构特点:黑色固体粉末真实密度2.2g/cc,振实密度1.1g/cc,粒度20um容量340mAh/g石墨和石墨层间化合物锂离子存储在石墨层中,以一定的结构形式存在,形成化合物LixC6(0 x 1),称之为石墨层间化合物(GICs),不同x对
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