锂电池厂家详解:十个锂电池基础知识要点总结

来源:锂电池厂家   2019-09-20  阅读数:

  无论你是需要定制锂电池产品,还是准备进军锂电池行业,总之锂电池的基础知识是每一位电池人在进入电池行业都需要大概了解的知识点之一。这里诺信锂电池厂家汇总了基本的十个锂电池基础知识点,可以给各位新入行锂电行业的朋友由浅入深的学习了解,万事无绝对,每个基本要点都会概略包含,最主要的是需要进行深入实践。

一、锂离子电池的制造过程

  1.配料:用专门的溶液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.涂布: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,在经注入电解液、封口等工艺过程,即完成电池装配过程;

  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;

  5.分容:即筛选出合格的成品电池,待出厂;

  6.以上只是粗略概要,还有辊压,分切,裁片,卷绕,烘烤,注液,封口等等等等。

二、一次性电池和充电锂电池区别

  1.锂电池内部的电化学性决定了该类型的电池是否可充,根据它们的电化学成分和电极的结构可知,真正的可充电锂电池的内部结构之间所发生反应是可逆的。理论上,这种可逆性是不会受循环次数的影响,既然充放电会在电极体积和结构上引起可逆的变化,那么可充电电池的内部设计必须支持这种变化。

  一次电池仅做一放电,它内结构简单得多且不需要支持这种变化,因此,不可以将一次电池拿来充电,这种做法很危险也很不经济,如果需要反复使用,应有尽有选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池,这种电池也可称为二次电池或蓄电池。

  2.另一明显的区别就是它们能量和负载能力,以及自放电率,二次电池能量远比一次电池高,然而他们的负载能力相对要小。

三、可充电式电池的优缺点

  1.充电电池寿命较长,可循环1000次以上,虽然价格比干电池贵,但如果经常使用的话,是比较划算的。充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低,比如,他们放电较快。

  2.另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压,很难预测放电何时结束。当放电结束时,电池电压会突然降低。假如在照相机上使用,突然电池放完了电,就不得不终止。

  3.但另一方面可充电电池能提供的容量比太部分一次电池高。

  4.但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中,因为它容量高,能量密度大,以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。

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四、充电电池怎样实现它的能量转换

  1.每种电池都具有电化学转换的能力,即将储存的化学能直接转换成电能,就二次电子(也叫蓄电池)而言,在放电过程中,是将化学能转换成电能;而在充电过程中,又将电能重新转换成化学能。这样的过程根据电化学系统不同,一般可充放电500次以上。

  2. Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。它的额定电压为3.6V,它的放电电压会随放电的深度逐渐衰退,不像其他充电电池一样,在放电未完成时电压突然降低。

五、什么是Li-ion电池

  Li-ion是锂电池发展而来。所以在介绍Li-ion之前,我们先介绍锂电池。举例来讲,以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电池的正极材料是锂金属,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,达到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,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,又运动回正极。回正极的锂离子越多,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。在Li-ion的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就像运动员一样在摇椅两端来回奔跑。所以Li-ion又叫摇椅式电池。

六、Li-ion电池组成部分

  1.电池上下盖;

  2.正极——活性物质为氧化锂钴;

  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(分为钢壳和铝壳两种)。

七、Li-ion电池优缺点

  1. Li-ion具有以下优点:

  ①单体电池的工作电压高达3.6-3.8V

  ②比能量大,目前能达到的实际比能量为100-115Wh/kg和240-253Wh/L(2倍于Nl-Cd,1.5倍于Ni-MH),未来随着技术发展,比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L

  ③循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次。对于小电流放电的电器,电池的使用期限将倍增电器的竞争力

  ④安全性能好,无公害,无记忆效应。作为Li-ion前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域:Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素:部分工艺(如烧结式)的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”,严重束缚电池的使用,但Li-ion根本不存在这方面的问题。

  ⑤自放电小。

  2.室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右,大大低于Ni-Cd的25-30%,Ni、MH的30-35%。Li-ion也存在着一定的缺点,如:

  ①电池成本较高。主要表现在LiCoO2的价格高(Co的资源较小),电解质体系提纯困难。

  ②不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因,电池内阻相对其他类电池大。故要求较小的放电电流密度,一般放电电流在0.5C以下,只适合于中小电流的电器使用。

  ③需要保护线路控制。

  ④过充保护:电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命;同时过充电使电解液分解,内部压力过高而导致漏液等问题;故必须在4.1V-4.2V的恒压下充电;

  ⑤过放保护:过放会导致活性物质的恢复困难,故也需要有保护线路控制。

八、锂离子安全特性如何实现

  为了确保Li-ion安全可靠的使用,专家们进行了非常严格、周密的电池安全性能设计,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Celgars2300PE-PP-PE三层复合膜。在电池升温达到120℃的情况下,PE复合膜两侧的膜孔闭合,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.向电解液中加入添加剂。

  在电池过充,电池电压高于4.2V的条件下,电解液添加剂与电解液中其他物质聚合,电池内阻大幅度增加,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球结构,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.各种环境滥用测试。

  进行各项滥用实验,如外部短路、过充、针刺、冲击、焚烧等,考察电池安全性能。同时对电池进行温度冲击实验和振动、跌落、冲击等力学性能实验,考察电池在实际使用环境焉的性能情况。

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九、锂电池充电限制电压、额定容量、额定电压、终止电压介绍

  1.充电限制电压

  按生产厂家规定,电池由恒流充电转入恒压充电时的电压值。

  2.额定容量

  生产厂家标明的电池容量,指电池在环境温度为20℃±5℃条件下,以5h率放电至终止电压时所应提供的电量,用C5表示,单位为Ah(安培小时)或mAh(毫安小时)。

  3.标称电压

  用以表示电池电压的近似值。

  4.终止电压

  规定放电终止时电池的负载电压,其值为n*2.75V(锂离子单体电池的串联只数用“n”表示)。

十、锂电池自放电率

  1.又称荷电保持能力,是指锂电池在开路状态下,电池所储存的电量在一定条件下的保持能力。主要受电池制造工艺、材料、储存条件等因素影响。是衡量电池性能的重要参数。

  2.电池100%充电开路搁置后,一定程度的自放电正常现象。在GB标准规定LI-ion后在20±2℃条件下开条件下开路搁置28天。可允许电池有容量损失。

  好了,以上就是诺信锂电池厂家为大家整理的十点关于锂电池的基础知识,希望对大家有所帮助。另外锂电池的知识要点还有很多很多,比如内阻,电压,锂电池PACK,计算电池容量等等。篇幅有限,欢迎持续关注诺信电子,为您带来更多锂电池知识