锂离子电池_电芯知识培训

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关于Li-ion电池的安全认证

?国际国内关于锂离子电池的安全认证机构及其标准:

?GB(国家标准);

?UL(Underwriter Laboratory)美国安全认证机构;

?CE(COMMUNATE EUROPIEA欧共体的缩写)。表示该商品符合安全、卫生、环保和消费者保护等一系列欧洲指令的要求。证实该产品已通过了相应的合格评定程序或制造商的合格声明,是该产品被允许进入欧盟市场销售的―通行证‖;

?企业内部的认证标准,一旦通过各个企业的内部标准,表明具有向该企业供货的能力,并基本达成供货意向。如:MOTOROLA、SAMSUNG。

UL安全认证的测试项目

?UL(Underwriter Laboratory)在认证过程中所要进行的项目及其测试目标值有:

?电性能方面包括:

?短路测试。不爆炸,不起火,外部温度不超过150℃

?过充测试。不爆炸,不起火。

?过放测试。不爆炸,不起火。

?机械性能方面包括:

?挤压测试。不爆炸,不起火。

?重物冲击测试。不爆炸,不起火。

?高频振荡测试。不爆炸,不起火;不漏气或漏液。

?振动测试。不爆炸,不起火;不漏气或漏液。

?环境适应性能包括:

?热冲击测试。不爆炸,不起火。

?温度循环测试。不爆炸,不起火。不漏气或漏液

?低压测试。不爆炸,不起火。不漏气或漏液

GB要求的安全性能测试项目

?GB(国标标准)所规定进行的安全性能测试项目:

?电性能方面包括:

?短路测试。不爆炸,不起火,外部温度不超过150℃

?过充测试。不爆炸,不起火。

?机械性能方面包括:

?重物冲击测试。不爆炸,不起火。允许变形。

?振动测试。无明显损伤、漏液、冒烟、或爆炸,电池电压不低于N*3.6V

?碰撞测试。无明显损伤、漏液、冒烟、或爆炸,电池电压不低于N*3.6V

?环境适应性能包括:

?热冲击测试。不爆炸,不起火。

?恒定湿热性能。不爆炸,不起火;不漏气或漏液。

电池基本知识

1、什么是电池?

?电池是一种能源。当它正负极连接在用电器上时,因为正负极之间存在电势之差,电流从正极流向负极,储存在电池中的化学能直接转化成电能释放出来,一只电池必然由两种不同电化学活性的物质组成正负两极,正负极活性物质之间的电动势差形成电池的电压,根据其电化学系统的不同,各种类型的电池电压各有不同。

2、一次电池和充电电池有什么区别?

?电池内部的电化学设计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,可充电电池的内部结构之间所发生的反应是可逆的。

?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的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就支持这种变化。而一次电池在给定的电池环境中两个电极之间的电化学反应是不可逆的,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,应选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池,这种电池又称为二次电池。

?另一明显的区别就是二次电池具有较高的比能量和负载能力,但自放电率较大。一次电池能量密度远比二次电池高。然而他们的负载能力相对要小。

3、充电电池是怎样实现它的能量转换?

?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。就二次电池而言(另一术语也称可充电便携式电池),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。

?Li-ion是一种新型的可充电便携式电池。它的额定电压为3.6—3.8V。他的放电电压会随放电的深度而逐渐下降。

4、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,先介绍锂电池。锂电池的正极材料是锂金属。

负极材料是碳材。按照大家习惯上的命名规律,我们称这种电池为锂电池。

?Li-ion的正极材料是氧化锂钴,负极材料是碳材。电池通过正极产生的锂离子在负极碳材中的嵌入与迁出来实现电池的充放电过程,所以人们称之为Li-ion。

5、Li-ion电池的工作原理是什么?

?

锂离子电池以碳素材料为负极,以含锂的化合物作正极,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是锂离子电池。锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中,同时伴随着与锂离子等当量电子的嵌入和脱嵌(习惯上正极用嵌入或脱嵌表示,而负极用插入或脱插表示)。在充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,被形象地称为―摇椅电池‖。

锂离子电池能量密度大,平均输出电压高。自放电小,每月在10%以下。没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃~60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%,而且输出功率大。使用寿命长。没有环境污染,被称为绿色电池。

充电是电池重复使用的重要步骤,锂离子电池的充电过程分为两个阶段:恒流快充阶段(指示灯呈红色或黄色)和恒压电流递减阶段(指示灯呈绿色)。恒流快充阶段,电池电压逐步升高到电池的标准电压,随后在控制芯片下转入恒压阶段,电压不再升高以确保不会过充,电流则随着电池电量的上升逐步减弱到0,而最终完成充电。电量统计芯片通过记录放电曲线可以抽样计算出电池的电量。锂离子电池在多次使用后,放电曲线会发生改变,锂离子电池虽然不存在记忆效应,但是充电不当会严重影响电池性能。

锂离子电池过度充放电会对正负极造成永久性损坏。过度放电导致负极碳片层结构出现塌陷,而塌陷会造成充电过程中锂离子无法插入;过度充电使过多的锂离子嵌入负极碳结构,而造成其中部分锂离子再也无法释放出来。

充电量等于充电电流乘以充电时间,在充电控制电压一定的情况下,充电电流越大(充电速度越快),充电电量越小。电池充电速度过快和终止电压控制点不当,同样会造成电池容量不足,实际是电池的部分电极活性物质没有得到充分反应就停止充电,这种充电不足的现象随着循环次数的

增加而加剧。

6、HYB公司Li-ion电池的主要结构是怎样的?

?Li-ion电池主要有以下几部分组成:

?1)钢壳电池:电池上下钢质盖板,直通钢质壳身,铝质铆钉;

?铝壳:铝质顶板,铝质壳身,钢质铆钉。

?2)正极——钴酸锂的活性物质及铝质基体;

?3)隔膜——一种特殊的复合有机膜;

?4)负极——活性物质为碳,铜质基体;

?5)一定比例有机物组成的电解液体系。

7、Li-ion电池有哪些优点?哪些缺点?

–Li-ion电池具有以下优点:

?1)单体电池的工作电压高达3.6V;

?2)比能量大。目前HYB钢壳电池能达到的实际比能量为100-135W.h/kg和280-353W.h/L(2倍于Ni-Cd,1.5倍于Ni-MH),随着技术发展,比能量可高达150W.h/kg和400W.h/L

?3)循环寿命长。一般均可达到500次以上,甚至1000次。

?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不存在这方面的问题。

?5)自放电小

?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的资源较少),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。

?A、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;因电池在充电过程中电压会不断上升,故必须在4.2V的恒压下充电;

?B、过放保护:过放会导致大量活性物质容量不可逆而大量衰减,故也需要有保护线路控制。

8、锂离子安全特性是如何实现的?

?为了确保Li-ion安全可靠的使用,进行了非常严格电池安全性能设计,以达到电池安全考核指标。

?1)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,考察电池的安全性能。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下的性能情况。隔膜135℃自动关断保护

?2)采用国际先进的Celgard2300PE-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。

?3)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,电池内阻大幅增加,电池内部形成大面积断路,电池不再升温。

9、什么是充电限制电压?额定电压?终止电压?

?a) 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。我公司的充电限制电压为4.2V。?b) 标称电压

?用以表示电池电压的近似值。

?c) 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)。

10、Li-ion电池铝壳和钢壳电池比较它们的区别有哪些?

?同型号的铝壳电池重量较钢壳轻。

?铝壳电池的容量稍高。

?由于钢壳和铝壳的内部结构不同,所以壳体表现出来的正负极也存在着差别,钢壳电池的外壳为负极,顶部为正极;铝壳电池的正好相反,外壳为正极,顶部为负极。

?两种型号电池在内阻和电压方面没有很大分别。

11、目前常见的各种可充电电池之间有什么区别?

?目前镍镉、镍氢、锂离子充电电池大量应用于各种便携式用电设备(如笔记本电脑、摄像机和

移动电话等)中,每种充电电池都具有自己独特的化学性质。镍镉和镍氢电池之间主要差别在于:镍氢电池能量密度比较高。与相同型号电池对比,镍氢电池容量是镍镉容量的二倍,这意味着在不为用电设备增加额外重量时,使用镍氢电池能大大地延长设备工作时间。镍氢电池另一优点是:大大减少了镍镉电池中存在的―记忆效应‖问题,从而使得镍氢电池可更方便地使用。

镍氢电池比镍镉电池更环保,因为它内部没有有毒重金属元素。

?Li-ion也已经快速成为便携设备的标准电源,Li-ion能提供和镍氢电池一样的能量,但在重量方面则可减少大约35%,这对于象摄像机和笔记本电脑之类的用电设备来说是至关重要的。Li-ion 完全没有―记忆效应‖和不含有毒物质的优点也是使它成为标准电源的重要因素。

?电池性能术语

1、什么是电池内阻?

?是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻值大,会导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注:一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量,才能确保所得到的值的精确度。

2、什么是电池的容量?怎样计算?影响电池容量的有哪些因素?

?电池的容量有额定容量和实际容量之分。

?电池的额定容量是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。

?电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量,主要受放电倍率和温度的影响(故严格来讲,电池容量应指明充放电条件)。

?容量常见单位有:mAh、Ah(1Ah=1000mAh)。

?影响电池容量的因素主要有两个方面:一是活性物质的重量;二是活性物质的利用率。

3、什么是开路电压?什么是工作电压?

?开路电压是指电池在非工作状态下即电路中无电流流过时,电池正负极之间的电势差。一般情况下,Li-ion电池充满电后开路电压为4.1—4.2V左右,放电后开路电压为3.0V左右。通过对电池的开路电压的检测,可以判断电池的荷电状态。

?工作电压又称端电压,是指电池在工作状态下即电路中有电流流过时电池正负极之间的电势

差。在电池放电工作状态下,当电流流过电池内部时,需克服电池的内阻所造成阻力,故工作电压总是低于开路电压,充电时则与之相反。Li-ion的放电工作电压在3.6V左右。

4、什么是放电平台?

?放电平台是指在电池任何倍率的电流下恒压充到电压为4.2V,并且充电电流小于0.01C时停止充电即充满电后,然后搁置10分钟,在任何倍率的放电电流下放电至3.6V时的放电时间。

5、什么是内压?

?指电池的内部气压,是密封电池在充放电过程中产生的气体所致,主要受电池材料、制造工艺、电池结构等因素影响。其产生原因主要是由于电池内部水分及有机溶剂分解产生的气体于电池内聚集所致。

?高倍率的连续过充,会导致电池温度升高、内压增大,严重时对电池的性能及外观产生破坏性影响,如漏液、鼓底;电池内阻增大,放电时间及循环寿命变短等。

?Li-ion任何形式的过充都会导致电池性能受到严重破坏,甚至爆炸。故Li-ion在充电过程中需采用恒流恒压充电方式,避免对电池产生过充。

6、为什么电池要储存一段时间后才能包装出货?

?电池的储存性能是衡量电池综合性能稳定程度的一个重要参数。电池经过一定时间的储存后,允许电池的容量及内阻有一定程度的变化。经过了一段时间的储存,可以让内部各成分的电化学性能稳定下来,可以了解该电池的自放电性能的大小,以便保证电池的品质。

7、什么是化成,为什么要化成?

?组装后的电池,被给予一定的电流,使得电池正负极活性物质被激发,最后使电池具有放电能力的电化学过程称为化成;

?因为电池只有经过化成后才能够用来作为电源使用,所以需要化成。

8、什么是分容?

?电池在制造过程中,因工艺原因使得电池的实际容量不可能完全一致,通过一定的充放电制度检测,并将电池按容量分类的过程称为分容。

9、什么是锂离子的检验仲裁充/放电制式?

?仲裁充电制式在给Li-ion充电的各种方法中,检验的仲裁充电制式是指在环境温度20℃±5℃的条件下以0.2C充电,当电池端电压达到充电限制电压时,改为恒压充电,直到充电电流小于或

等于0.01C,最长时间不大于8h停止充电。

?仲裁放电制式仲裁放电制式是指在环境温度20℃±5℃的条件下以0.2C放电,直至电池端电压达到放电限制电压。

10、什么是充电效率?什么是放电效率?

?充电效率是指电池在充电过程中所消耗的电能转化成电池所能储存的化学能程度的量度。主要受电池工艺,配方及电池的工作环境温度影响,一般环境温度越高,则充电效率要低。

?放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与电池的额定容量之比,主要受放电倍率,环境温度,内阻等因素影响,一般情况下,放电倍率越高,则放电效率越低。

温度越低,放电效率越低。

11、如何计算Li-ion电池的放电容量?

?在没有特别指明的情况下,电池放电容量均是指在一定倍率的恒流下放电至2.75V时所持续的时间。电池在不同温度下的放电容量均可根据该电池的放电时间(T)和放电电流(I)来计算的公式位:C(mAh)=I(mA)*T(h)。

锂离子电池的主要制造过程

?Li-ion电池的工艺技术非常严格、复杂,这里只能简单介绍一下其中的几个主要工序。

?1)配料

?用专门的溶剂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,即完成电池的装配过程,制成成品电池。

?4)化成、分容

?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,筛选出合格的成品电池。

锂离子电池-安全隐患

锂离子电池锂离子电池的安全性问题,不仅与池材料本身性质有关,而且与电池制备技术和使

用有关。手机电池频频发生爆炸事件,一方面是由于保护电路失效,但更重要的是在于材料方

面并没有根本的解决问题。

钴酸锂正极活性材料在小电芯方面是很成熟的体系,但是充满电后,仍旧有大量的锂离子留在

正极,当过充时,残留在正极的锂离子将会涌向负极,在负极上形成枝晶是采用钴酸锂材料的

电池过充时必然的结果,甚至在正常充放电过程中,也有可能会有多余的锂离子游离到负极形

成枝晶,钴酸锂材料的理论比能量是超过每克270毫安时的,但为保证其循环性能,实际使用容

量只有理论容量的一半。在使用过程中,由于某种原因(如管理系统损坏)而导致电池充电电

压过高,正极中剩余的一部分锂就会脱出,经电解液到负极表面以金属锂的形式沉积形成枝晶。

枝晶刺穿隔膜,形成内部短路。

电解液的主要成分为碳酸酯,闪点很低,沸点也较低,在一定条件下会燃烧甚至爆炸。如电池

出现过热,会导致电解液中的碳酸酯被氧化和还原,产生大量气体和更多的热,如缺少安全阀

或者气体来不及通过安全阀释放,电池内压便会急剧上升而引起爆炸。

聚合物电解质锂离子电池并没有从根本上解决安全性问题,同样使用钴酸锂和有机电解液,而

且电解液为胶状,不易泄漏,将会发生更猛烈的燃烧,燃烧是聚合物电池安全性最大的问题。

在使用方面也存在一些问题,电池发生外部短路或内部短路将产生几百安培的过大电流。外部

短路时电池瞬间大电流放电,在内阻上消耗大量能量,产生巨大热量。内部短路形成大电流,

温度上升导致隔膜熔化,短路面积扩大,进而形成恶性循环。

锂离子电池为达到单只电芯3~4.2V的高工作电压,必须采取分解电压大于2V的有机电解液,

而采用有机电解液在大电流、高温的条件下会被电解,电解产生气体,导致内部压力升高,严

重会冲破壳体。

过充可能会析出金属锂,在壳体破裂的情况下,与空气直接接触,导致燃烧,同时引燃电解液,发生强烈火焰,气体急速膨胀,发生爆炸。

另外,对于手机锂离子电池,由于使用不当,如挤压、冲击和进水等导致电池膨胀、变形和开裂等,这些都会导致电池短路,在放电或充电过程放热引起爆炸。

对各组成部份物质的要求

<一>对正负极物质的要求

1、正极电位超正,负极电位越负

2、活性要高(反应快,得胜率高)

3、活性物质在电解液中要稳定,自溶速度要小

4、活性物质要有良好的导电性能,电阻小

5、便于生产,资源丰富

<二>对电解液的要求

1、电导率高,扩散效率好,粘度低

2、化学成份稳定,挥发性小,易贮存

3、正负极活性物质在电液中能长期保持稳定

4、便于使用

<三>对隔膜要求

1、有良好的稳定性

2、具有一定的机械强度和抗弯曲能力,有抗拒枝晶穿透能力

3、便于使用

4、吸水性良好,孔径、孔率符合要求

<四>对外壳要求

1、有较高的机械强度,承受一般的冲击

2、具有耐工艺腐蚀的能力

1、为什么会出现电池零电压(低电压)?及其处理方法?

1)电池有无遭受外部短路或过放、反充(将电池正负极或充电器正负极反接,电池充电时相当于强制过放);用电器电路是否正常;点焊品电池是否有烧焦的痕迹。

2)电池有无受高倍率大电流连续过充,导致电池机芯膨胀,内部正负极直接接触短路。

处理方法:

1)了解客户电池的具体使用情况;

2)取同型号电池充电后接入用电器,判断用电器是否正常;

3)将电池以1C电流充电30分钟,开路放置10分钟左右,如电池的开路电压稳定在电池的正常电压范围内,则电池可基本恢复正常。如电池已受破坏,则电压无法恢复;如电池未使用便出现此现象后,用1C充电电压无法恢复,则需专业技术人员进一步分析。

4)可建议客户选用带保险管、温度开关等保护类电子元件或集成电路的电池(在过电流充放及短路、过充、过放、反充情况下断开电路,从而保护电池不受破坏)。

5)建议客户注意点焊电流和焊针间的距离。

2、电池/电池组充不进电有哪些情况?

1)检查电池或电池组是否是零电压、高内阻电池;

2)检查电池组的连接及电子元件、保护电路有无异常;

3)检查充电设备或充电电路在充电状态下有无充电电压/电流输出;

4)环境温度是否过高导致充电效率低(最佳温度应不超过40℃);

处理方法:

1)了解客户对电池的具体使用情况及使用条件;

2)取同型号电池与万用表(电流档)串入电路充电,根据充电电流数值判断充电设备是否正常。

3)重复单体电池零电压步骤分析、处理;

4)建议客户选用稳定性能较好的充电设备或充电电路;

3、电池/电池组放不出电有哪些情况?

现象:充电后,装入设备中,设备不能工作,电池组的开路电压不变化或变化不大1)检查电池/电池组是否零电压,高内阻电池;

2)电池组内接电子元件、保护电路有无损坏;

3)检查设备放电电路是否正常。

处理方法:

1)用充满电的同型号电池/电池组接入设备,设备是否工作正常;

2)使用万用表检测电池内接电子元件、保护电路是否正常。

3)重复单体电池零电压步骤分析、处理;

4)如属用电器放电电路异常,建议客户及时修理、更换用电器;

5)如客户没有对电池组自行改装,则需专门的技术人员作进一步的分析。

4、有哪些原因可能导致电池的使用寿命缩短?

1)客户的充电器或充电电路是否与电池匹配、输出电压/电流是否稳定;

2)是否按SPEC要求使用电池/电池组(如:电池的使用和储存的环境等);

3)客户所用电池品种是否与客户设备要求相一致。

4)有无连续过充或过放电池/电池组;

处理方法:

1)了解电池具体使用情况;

2)查看充电器铬牌标称额定电流及电压;

3)用万用表与电池串入电路充电,检测充电电流是否过大。

4)建议使用与电池/电池组匹配及更稳定的充电器或充电电路已及与设备相匹配的电池;

5)建议客户按要求使用电池/电池组,尽量避免过充、反充或过放;

5、什么是过充?过充会带来哪些不良后果?怎样避免?

?理论上,Li-ion电池在一定倍率的恒流恒压下充电,当充电转换为恒压4.2V充电后,充电电路中电流为0.01C时,恒压充电的状态仍在进行,即被视为过充。

?过充可能导致漏液、变形、起火、在恒压失效后随着充电的加深电压达到一定程度(一般限值为6.0V)会引起爆炸,是损害电池性能的主要原因之一。

?在电池外部加PCB板保护,或在充电器中设置保护线路和/或时限装置(即充电限2.5小时)来防止电池过充可以达到防止和保护的作用。

6、什么是过放?过放会带来哪些不良后果?怎样避免?

?电池在一定倍率下恒流放电,当电池电压达到2.75V时,放电状态仍在继续,即为过放。

?过放可能导致漏液、零电压以及负电压,是损害电池性能的主要原因之一。

?在电池外部加PCB板或在充电器中设计保护线路和/或时限装置来防止过放。

7、电池在什么样的情况下会发生爆炸?如何预防?

?电池爆炸有以下几种原因:

?1)外部短路超过电池的承受限度;

?2)过充电。充电电压超过限定值(一般不超过6V);

?3)线路板失效;

?4)温度过高(超过150℃);

8、造成电池短路有哪些因素?会造成什么样的后果?

?1)外部导体直接连接电池的正负极;

?2)组装时电池外部冲击力导致内部(微)短路;

?3)内部结构存在不良(如极粉刺刺破隔膜后正负极相接)

?如果电池外部接触到任何金属导体都有可能导致外部短路。Li-ion电池外部短路时可能导致外壳变形、漏液、起火,甚至爆炸。因为内部电解液温度上升,从而引起内部气压上升,内压升高会冲破电池的安全阀,如果安全阀失效就会导致爆炸。

如何正确使用锂离子电池

1、如何为新电池充电,

在使用锂电池中应注意的是,电池放置一段时间后则进入休眠状态,此时容量低于正常值,使用时间亦随之缩短。但锂电池很容易激活,只要经过3—5次正常的充放电循环就可激活电池,恢复正常容量。由于锂电池本身的特性,决定了它几乎没有记忆效应。因此用户手机中的新锂电池在激活过程中,是不需要特别的方法和设备的。不仅理论上是如此,从我自己的实践来看,从一开始就采用标准方法充电这种“自然激活”方式是最好的。

对于锂电池的“激活”问题,众多的说法是:充电时间一定要超过12小时,反复做三次,以便激活电池。这种“前三次充电要充12小时以上”的说法,明显是从镍电池(如镍镉和镍氢)延续下来的说法。所以这种说法,可以说一开始就是误传。锂电池和镍电池的充放电特性有非常大的区别,而且可以非常明确的告诉大家,我所查阅过的所有严肃的正式技术资料都强调过充和过放电会对锂电池、特别是液体锂离子电池造成巨大的伤害。因而充电最好按照标准时间和标准方法充电,特别是不要进行超过12个小时的超长充电。

富士重工车用锂离子电池

此外,锂电池或充电器在电池充满后都会自动停充,并不存在镍电充电器所谓的持续10几小时的“涓流”充电。也就是说,如果你的锂电池在充满后,放在充电器上也是白充。而我们谁都无法保证电池的充放电保护电路的特性永不变化和质量的万无一失,所以你的电池将长期处在危险的边缘徘徊。这也是我们反对长充电的另一个理由。此外,不可忽视的另外一个方面就是锂电池同样也不适合过放电,过放电对锂电池同样也很不利。

2、正常使用中应该何时开始充电

经常可以见到这种说法,因为充放电的次数是有限的,所以应该将手机电池的电尽可能用光再充电。但是我找到一个关于锂离子电池充放电循环的实验表,关于循环寿命的数据列出如下:

循环寿命(10%DOD):>1000次

循环寿命(100%DOD):>200次

其中DOD是放电深度的英文缩写。从表中可见,可充电次数和放电深度有关,10%DOD时的循环寿命要比100%DOD的要长很多。当然如果折合到实际充电的相对总容量:10%*1000=100,100%*200=200,后者的完全充放电还是要比较好一些,但前面网友的那个说法要做一些修正:在正常情况下,你应该有保留地按照电池剩余电量用完再充的原则充电,但假如你的电池在你预计第2天不可能坚持整个白天的时候,就应该及时开始充电,当然你如果愿意背着充电器到办公室又当别论。

电池剩余电量用完再充的原则并不是要你走向极端。和长充电一样流传甚广的一个说法,就是“尽量把电池的电量用完”。这种做法其实只是镍电池上的做法,目的是避免记忆效应发生,不幸的是它也在锂电池上流传之今。曾经有人因为手机电池电量过低的警告出现后,仍然不充电继续使用一直用到自动关机的例子。结果这个例子中的手机在后来的充电及开机中均无反应,不得不送客服检修。这其实就是由于电池因过度放电而导致电压过低,以至于不具备正常的充电和开机条件造成的。

个人建议手机电池的电量保持在满格的状态,当电量不满的时候就开始充电,2-3小时以内为宜。

锂离子电池按电解液分可以分成液态锂离子电池和聚合物锂离子电池,聚合物锂离子电池的电解液是胶体,不会流动,所以不存在泄漏问题,更加安全。

锂离子电池不要充得太满也不要用到没电。电池没用完充电不会对电池造成伤害

锂电池基础知识

(一)锂电池的构成 锂电池主要由两大块构成,电芯和保护板PCM(动力电池一般称为电池管理系统BMS),电芯相当于锂电池的心脏,管理系统相当于锂电池的大脑。 电芯主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜和外壳构成,而保护板主要由保护芯片(或管理芯片)、MOS管、电阻、电容和PCB板等构成。 锂电池的产业链结构如下图: 电芯的构成如下面两图所示: 锂电池的PACK的构成如下图所示: (二)锂电池优缺点 锂电池的优点很多,电压平台高,能量密度大(重量轻、体积小),使用寿命长,环保。 锂电池的缺点就是,价格相对高,温度范围相对窄,有一定的安全隐患(需加保护系统)。

(三)锂电池分类 锂电池可以分成两个大类:一次性不可充电电池和二次充电电池(又称为蓄电池)。 不可充电电池如锂二氧化锰电池、锂-亚硫酰胺电池。 二次充电电池又可以分为下面根据不同的情况分类。 1.按外型分:方形锂电池(如普通手机电池)和圆柱形锂电池(如电动工具的18650);2.按外包材料分:铝壳锂电池,钢壳锂电池,软包电池;

3.按正极材料分:钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、三元锂(LiNi x Co y Mn z O2)、磷酸铁锂(LiFePO4); 4.按电解液状态分:锂离子电池(LIB)和聚合物电池(PLB); 5.按用途分:普通电池和动力电池。 6.按性能特性分:高容量电池、高倍率电池、高温电池、低温电池等。 (四)常用术语解释 1. 容量(Capacity) 指一定的放电条件下可以从电池锂获得的电量。 我们在高中学物理是知道,电量的公式为Q=I*t,单位为库伦,电池的容量单位规定为Ah (安时)或mAh(毫安时)。意思是1AH的电池在充满电的情况下用1A的电流放电可以放1个小时。

锂离子电池_电芯知识培训

关于Li-ion电池的安全认证 ?国际国关于锂离子电池的安全认证机构及其标准: ?GB(标准); ?UL(Underwriter Laboratory)美全认证机构; ?CE(COMMUNATE EUROPIEA欧共体的缩写)。表示该商品符合安全、卫生、环保和消费者保护等一系列欧洲指令的要求。证实该产品已通过了相应的合格评定程序或制造商的合格声明,是该产品被允进入欧盟市场销售的“通行证”; ?企业部的认证标准,一旦通过各个企业的部标准,表明具有向该企业供货的能力,并基本达成供货意向。如:MOTOROLA、SAMSUNG。 UL安全认证的测试项目 ?UL(Underwriter Laboratory)在认证过程中所要进行的项目及其测试目标值有: ?电性能面包括: ?短路测试。不爆炸,不起火,外部温度不超过150℃ ?过充测试。不爆炸,不起火。 ?过放测试。不爆炸,不起火。 ?机械性能面包括: ?挤压测试。不爆炸,不起火。 ?重物冲击测试。不爆炸,不起火。 ?高频振荡测试。不爆炸,不起火;不漏气或漏液。 ?振动测试。不爆炸,不起火;不漏气或漏液。 ?环境适应性能包括: ?热冲击测试。不爆炸,不起火。 ?温度循环测试。不爆炸,不起火。不漏气或漏液 ?低压测试。不爆炸,不起火。不漏气或漏液 GB要求的安全性能测试项目 ?GB(国标标准)所规定进行的安全性能测试项目:

?电性能面包括: ?短路测试。不爆炸,不起火,外部温度不超过150℃ ?过充测试。不爆炸,不起火。 ?机械性能面包括: ?重物冲击测试。不爆炸,不起火。允变形。 ?振动测试。无明显损伤、漏液、冒烟、或爆炸,电池电压不低于N*3.6V ?碰撞测试。无明显损伤、漏液、冒烟、或爆炸,电池电压不低于N*3.6V ?环境适应性能包括: ?热冲击测试。不爆炸,不起火。 ?恒定湿热性能。不爆炸,不起火;不漏气或漏液。 电池基本知识 1、什么是电池? ?电池是一种能源。当它正负极连接在用电器上时,因为正负极之间存在电势之差,电流从正极流向负极,储存在电池中的化学能直接转化成电能释放出来,一只电池必然由两种不同电化学活性的物质组成正负两极,正负极活性物质之间的电动势差形成电池的电压,根据其电化学系统的不同,各种类型的电池电压各有不同。 2、一次电池和充电电池有什么区别? ?电池部的电化学设计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,可充电电池的部结构之间所发生的反应是可逆的。 ?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的体积和结构上引起可逆的变化,那么可充电电池的部设计就支持这种变化。而一次电池在给定的电池环境中两个电极之间的电化学反应是不可逆的,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,应选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池,这种电池又称为二次电池。 ?另一明显的区别就是二次电池具有较高的比能量和负载能力,但自放电率较大。一次电池能量密度远比二次电池高。然而他们的负载能力相对要小。

手机锂离子电池与电芯的基本知识

第一节锂离子电池的基本知识 一般而言,锂离子电池有三部分构成: 1.锂离子电芯 2.保护电路(PCM) 3.外壳即胶壳 电池的分类 从锂离子电池与手机配合情况来看,一般分为外置电池和内置电池,这种叫法很容易理解,外置电池就是直接装在手上背面,如: MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列等;而内置电池就是装入手机后,还另有一个外壳把其扣在手机电池内, 如:MOTOROLA 998,8088,NOKIA的大部分机型 1.外置电池 外置电池的封装形式有超声波焊接和卡扣两种:

1.1超声波焊接 外壳 这种封装形式的电池外壳均有底面壳之分,材料一般为ABS+PC料,面壳一般喷油处理,代表型号有 :MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列,原装电池的外壳经喷油处理后长期使用一般不会磨花,而一些品牌电池或水货电池用上几天外壳喷油就开始脱落了.其原因为:手机电池的外壳较便宜,而喷油处理的成本一般为外壳的几倍(好一点的),这样处理一般有三道工序:喷光油(打底),喷油(形成颜色),再喷亮油(顺序应该是这样的,如果我没记错的话),而一些厂商为了降低成本就省去了第一和第三道工序,这样成本就很低了. 超声波焊塑机 其作用为: 行业内比较好的国产超声波焊塑机应该是深圳科威信机电公司生产的. 焊接 有了好的超声波焊塑机不够的,是否能够焊接OK,还与外壳的材料和焊塑机参数设置有很大关系,外壳方面主要与生产厂家的水口料掺杂情况有关,而参数设置则需自己摸索,由于涉及到公司一些技术资料,在这里不便多讲. 1.2卡扣式 卡扣式电池的原理为底面壳设计时形成卡扣式,其一般为一次性,如果卡好后用户强行折开的话,就无法复原,不过这对于生产厂家来讲不是很大的难度(卡好后再折开),其代表型号有:爱立信788,MOTOROLA V66. 2.内置电池

锂离子电池基础知识100答

1、一次电池和充电电池有什么区别? 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,既然,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,这种电池也可称为一次电池或蓄电池。 2、一次电池和二次电池还有其他的区别吗? 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。 3、可充电便携式电池的优缺点是什么? 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。 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。 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。 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。 4、充电电池是怎样实现它的能量转换? 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(另一术语也称可充电使携式电池),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,而我司产品li-ion可重复充放电1000次以上。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,不象其他充电电池一样,在放电未,电压突然降低。 5、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,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,而锂离子就象运动员一样在摇椅来回奔跑。所以Li-ion又叫摇椅式电池。 6、Li-ion电池有哪几部分组成? (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

锂电池电解液基础知识

锂离子电池电解液 1 锂离子电解液概况 电解液是锂离子电池四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之一,号称锂离子电池的“血液”,在电池中正负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(六氟磷酸锂,LiFL6)、必要的添加剂等原料,在一定条件下,按一定比例配制而成的。 有机溶剂是电解液的主体部分,与电解液的性能密切相关,一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用;常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等,但从成本、安全性等多方面考虑,六氟磷酸锂是商业化锂离子电池采用的主要电解质;添加剂的使用尚未商品化,但一直是有机电解液的研究热点之一。 自1991年锂离子电池电解液开发成功,锂离子电池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场,并且逐步占据主导地位。目前锂离子电池电解液产品技术也正处于进一步发展中。在锂离子电池电解液研究和生产方面,国际上从事锂离子电池专用电解液的研制与开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国,以日本的电解液发展最快,市场份额最大。 国内常用电解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。不同的电解液的使用条件不同,与电池正负极的相容性不同,分解电压也不同。电解液组成为lmol/L LiPF6/EC+DMC+DEC+EMC,在性能上比普通电解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能,能有效减少气体产生,防止电池鼓胀。EC/DEC、EC/DMC电解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。据Bellcore研究,LiPF6/EC+DMC与碳负极有良好的相容性,例如在Li x C6/LiMnO4电池中,以LiPF6/EC+DMC为电解液,室温下可稳定到4.9V,55℃可稳定到4.8V,其液相区为-20℃~130℃,突出优点是使用温度范围广,与碳负极的相容性好,安全指数高,有好的循环寿命与放电特性。

手机锂离子电池与电芯的基本知识(doc 16页)

手机锂离子电池与电芯的基本知识(doc 16页)

第一节锂离子电池的基本知识 一般而言,锂离子电池有三部分构成: 1.锂离子电芯 2.保护电路(PCM) 3.外壳即胶壳 电池的分类 从锂离子电池与手机配合情况来看,一般分为外置电池和内置电池,这种叫法很容易理解,外置电池就是直接装在手上背面,如: MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列等;而内置电池就是装入手机后,还另有一个外壳把其扣在手机电池内, 如:MOTOROLA 998,8088,NOKIA的大部分机型 1.外置电池 外置电池的封装形式有超声波焊接和卡扣两种:

包标的电池就很多了,如前两年很浒的MOTO998 ,8088了. 第二节锂离子电芯的基本知识 锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。锂离子电芯的能量容量密度可以达到300Wh/L,重量容量密度可以达到125Wh/L。 一、电芯原理 锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在,因此锂离子电芯更加安全稳定。其反应示意图及基本反应式如下所示: 二、电芯的构造 电芯的正极是LiCoO2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已采用纳米碳。 根据上述的反应机理,正极采用LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O2,其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从LiCoO2拿走XLi后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于X的大小。通过研究发现当X>0.5时Li1-XCoO2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-XCoO2中的X 值,一般充电电压不大于4.2V那么X小于0.5 ,这时Li1-XCoO2的晶型仍是稳定的。负极C6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中,当放电时Li回到正极LiCoO2中,但化成之后必须有一部分Li 留在负极C6中,心以保证下次充放电Li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分Li留在负极C6中,一般通过限制放电下限电压来实现。所

锂电池基础知识讲解

锂电池基础知识讲解 理想的锂离子电池,除了锂离子在正负极之间嵌入和脱出外,不发生其他副反应,不出现锂离子的不可逆消耗。实际的锂离子电池,每时每刻都有副反应存在,也有不可逆的消耗,如电解液分解,活性物质溶解,金属锂沉积等,只不过程度不同而己。实际电池系统,每次循环中,任何能够产生或消耗锂离子或电子的副反应,都可能导致电池容量平衡的改变。一旦电池的容量平衡发生改变,这种改变就是不可逆的,并且可以通过多次循环进行累积,对电池性能产生严重影响。 ⑴正极材料的溶解 尖晶石LiMn2O4中Mn的溶解是引起LiMn2O4可逆容量衰减的主要原因,对于Mn的溶解机理,一般有两种解释:氧化还原机制和离子交换机制。氧化还原机制是指放电末期Mn3+的浓度高,在LiMn2O4表面的Mn+会发生歧化反应: 2Mn3+(固)Mn4+(固)+Mn2+(液) 歧化反应生成的二价锰离子溶于电解液。离子交换机制是指Li+和H+在尖晶石表面进行交换,最终形成没有电化学活性的HMn2O4。 Xia等的研究表明,锰的溶解所引起的容量损失占整个电池容量损失的比例随着温度的升高而明显增大(由常温下的23%增大到55℃时的34%)[14]。 ⑵正极材料的相变化[15] 锂离子电池中的相变有两类:一是锂离子正常脱嵌时电极材料发生的相变;二是过充电或过放电时电极材料发生的相变。 对于第一类相变,一般认为锂离子的正常脱嵌反应总是伴随着宿主结构摩尔体积的变化,同时在材料内部产生应力,从而引起宿主晶格发生变化,这些变化减少了颗粒间以及颗粒与电极间的电化学接触。 第二类相变是Jahn-Teller效应。Jahn-Teller效应是指由于锂离子的反复嵌入与脱嵌引起结构的膨胀与收缩,导致氧八面体偏离球对称性并成为变形的八面体构型。由于Jahn-Teller效应所导致的尖晶石结构不可逆转变,也是LiMn2O4容量衰减的主要原因之一。在深度放电时,Mn的平均化合价低于3.5V,尖晶石的结构由立方晶相向四方晶相转变。四方晶相对称性低且无序性强,使锂离子的脱嵌可逆程度降低,表现为正极材料可逆容量的衰减。 ⑶电解液的还原[15] 锂离子电池中常用的电解液主要包括由各种有机碳酸酯(如PC、EC、DMC、DEC 等)的混合物组成的溶剂以及由锂盐(如LiPF6 、LiClO4 、LiAsF6 等)组成的电解质。在充电的条件下,电解液对含碳电极具有不稳定性,故会发生还原反应。电解液还原消耗了电解质及其溶剂,对电池容量及循环寿命产生不良影响,由此产生的气体会增加电池的内部压力,对系统的安全造成威胁。 ⑷过充电造成的量损失[15] 负极锂的沉积:过充电时,发生锂离子在负极活性物质表面上的沉积。锂离子的沉积一方面造成可逆锂离子数目减少,另一方面沉积的锂金属极易与电解液中的溶剂或盐的分子发生反应,生成Li2CO3、LiF或其他物质,这些物质可以堵塞电极孔,最终导致容量损失和寿命下降。 电解液氧化:锂离子电池常用的电解液在过充电时容易分解形成不可溶的Li2CO3等产物,阻塞极孔并产生气体,这也会造成容量的损失,并产生安全隐患。 正极氧缺陷:高电压区正极LiMn2O4中有损失氧的趋势,这造成氧缺陷从而导致容量损失。 ⑸自放电 锂离子电池的自放电所导致的容量损失大部分是可逆的,只有一小部分是不可逆的。造成不可逆自放电的原因主要有:锂离子的损失(形成不可溶的Li2CO3等物质);电解液氧化产物堵塞电极微孔,造成内阻增大。

锂离子电池拆解过程(附图)

作者:Daniel Tam, From SMSE of SCUT。 拆机时间:2012.10.07 温度:约31℃。 工具:锯子、尖嘴钳、大尺小刀、镊子各一把。 电池信息: 厂家:铁达信(广州市xx电子科技有限公司,生产日期:2010.06.01) 型号:BL5C 3.7V 900mAh 充电限制电压:4.2V 执行标准:GB/T18287-2000 总重量:21.579g 一、拆除PVC套 1、PVC与外金属铝壳间有粘结胶。 2、电池厚度方向两侧边有聚合物纸条。 3、无黑色喷码,但反光能看到字码。 二、拆上下部聚合物盖片 1、底部聚合物片由一片黑色黏胶带与金属壳粘合,粘结紧固,难以除去。左右对称写着TA398,中间有凹凸模。上部盖板电极连接。

2、上下聚合物盖片拆除后,电池重:20.245g。 3、金属铝外壳较软,金属壳与正极相连。 4、左侧(正极)有钢珠(未压钢珠前相当于留有开孔,用于抽真空和注点解液)。 三、拆除点焊的金属铝盖版 1、金属激光焊接,铝材较软,容易锯开。 2、拆开后可闻到类似酒精的气味,可看到正极与外壳(上铝盖)连接,负极与铝盖板用聚合物(透明)相隔。 四、分离电芯和金属外壳 1、电芯与外壳间有空隙。 2、闻到类似酒精的气味。 3、电芯外围有透明胶带(上下面、两侧面都有),正极(铝箔)在外层。 4、电芯面有黑色半透明聚合物模盖(阻隔电芯与上铝盖板)。 5、可从电极面观察到液体电解质。 6、电解质很容易挥发。 正极负极

五、拆电芯 1、正极材料(LiCoO3(5~10μm)等+导电剂(导电炭黑,1~5μm)+粘合剂(PVDF))涂覆在铝箔(厚约16μm)长条两面上,长约30cm。 2、负极材料(石墨+导电炭黑+增粘剂(羧甲基纤维素钠CMC)+粘结剂(丁苯橡胶乳胶SBR))(黑色)涂覆在铜箔(厚约10μm)长条两面上。负极材料较易脱落。 3、隔膜:负极外紧贴(即正负极之间)一层半透明聚合物隔膜。避免正负极材料接触造成短路,但隔膜需让Li+通过,以形成通路。要求:离子透过率达、机械强度适当、本身为绝缘体、不与电解液及电极反应。材料:单层PE(聚乙烯)或三层复合PP(聚丙烯)+PE+PP,厚度:单层为16~20μm。 4、正极比正极略长,因工艺需要。

锂电池基础知识100问

锂电池基础知识100问

11、什么是电池的容量? 电池的容量有额定容量和实际容量之分。电池的额定量是指设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下,应该放出最低限度的电量。Li-ion规定电池在常温、恒流(1C)恒压(4.2V)控制的充电条件下充电3h,电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量,主要受放电倍率和温度的影响(故严格来讲,电池容量应指明充放电条件)。容量常见单位有:mAh、Ah=1000mAh)。 12、什么是电池内阻? 是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻大,会导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注:一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量,而不能用万用表欧姆档测量。 13、什么是开路电压? 是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时,电池正负极之间的电势差。一般情况下,Li-ion充满电后开路电压为4.1-4.2V左右,放电后开压为3.0V左右,通过电池的开路电压,可以判断电池的荷电状态。 14、什么是工作电压? 又称端电压,是指电池在工作状态下即电路中有电流过时电池正负极之间电势差。在电池放电工作状态下,当电流流过电池内部时,不需克服电池的内阻所造成阻力,故工作电压总是低于开路电池,充电时则与之相反。Li-ion 的放电工作电压在3.6V左右。 15、什么是放电平台? 放电平台是恒压充到电压为4.2V并且电电流小于0.01C时停充电,然后搁置10分钟,在任何们率的放电电流下下放电至3.6V时的放电时间。是衡量电池好坏的重要标准。 16、什么是(充放电)倍率?时率? 是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值,它在数据值上等于电池额定容量的倍数,通常以字母C表示。如电池的标称额定容量为600mAh为1C(1倍率),300mAh则为0.5C,6A(600mAh)为10C.以此类推. 时率又称小时率,时指电池以一定的电流放完其额定容量所需要的小时数.如电池的额定容量为600mAh,以600mAh的电流放完其额定容量需1小时,故称600mAh的电流为1小时率,以此类推. 17、什么是自放电率? 又称荷电保持能力,是指电池在开路状态下,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。 注: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。 18、什么是内压?

锂电池基本知识

锂电池基本知识 Li-ion电池有哪些优点?哪些缺点? Li-ion具有以下优点: 1)单体电池的工作电压高达2.75-4.2V(标称电压3.6V或者3.7V) 2)比能量大,循环寿命长,一般均可达到500次以上,甚至1000次. 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 室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为10%左右, 2、什么充电限制电压?额定容量?额定电压?终止电压? A、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。一般单节电池充电限制电压4.2V,多节就是N*4.2(n=1,2,3,4......) B、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)。 C、标称电压 用以表示电池电压的近似值。 D、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)。 10、为什么恒压充电电流为逐渐减少? 因为恒流过程终止时,电池内部的电化学极化然后保持在整个恒流中相同的水平,恒压过程,再恒定电场作用下,内部Li+的浓差极化在逐渐消除,离子的迁移数和速度表现为电流逐渐减少。 11、什么是电池的容量? 电池的容量有额定容量和实际容量之分。电池的额定量是指设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下,应该放出最低限度的电量。Li-ion规定电池在常温、恒流(1C)恒压(4.2V)控制的充电条件下充电3h,电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量,主要受放电倍率和温度的影响(故严格来讲,电池容量应指明充放电条件)。容量常见单位有:mAh、Ah=1000mAh) 12、什么是电池内阻? 是指电池在工作时,电流流过电池内部所受到的阻力。有欧姆内阻与极化内阻两部分组成。电池内阻大,会导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短。内阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注:一般以充电态内阻为标准。测量电池的内阻需用专用内阻仪测量,而不能用万用表欧姆档测量。 13、什么是开路电压? 是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时,电池正负极之间的电势差。一般情况下,Li-ion充满电后开路电压为4.1-4.2V左右,放电后开压为3.0V左

锂电池基础知识100问

11、什么是电池的容量? 电池的容量有额定容量和实际容量之分。电池的额定量是指设计与制造电池时规定或保证电池在一定的放电条件下,应该放出最低限度的电量。Li-ion 规定电池在常温、恒流(1C)恒压(4.2V)控制的充电条件下充电3h,电池的实际容量是指电池在一定的放电条件下所放出的实际电量,主要受放电倍率和温度的影响(故严格来讲,电池容量应指明充放电条件)。容量常见单位有:mAh、Ah=1000mAh)。 12、什么是电池阻? 是指电池在工作时,电流流过电池部所受到的阻力。有欧姆阻与极化阻两部分组成。电池阻大,会导致电池放电工作电压降低,放电时间缩短。阻大小主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是衡量电池性能的一个重要参数。注:一般以充电态阻为标准。测量电池的阻需用专用阻仪测量,而不能用万用表欧姆档测量。 13、什么是开路电压? 是指电池在非工作状态下即电路无电流流过时,电池正负极之间的电势差。一般情况下,Li-ion充满电后开路电压为4.1-4.2V左右,放电后开压为3.0V 左右,通过电池的开路电压,可以判断电池的荷电状态。 14、什么是工作电压? 又称端电压,是指电池在工作状态下即电路中有电流过时电池正负极之间电势差。在电池放电工作状态下,当电流流过电池部时,不需克服电池的阻所造成阻力,故工作电压总是低于开路电池,充电时则与之相反。Li-ion的放电工作电压在3.6V左右。 15、什么是放电平台? 放电平台是恒压充到电压为4.2V并且电电流小于0.01C时停充电,然后搁置10分钟,在任何们率的放电电流下下放电至3.6V时的放电时间。是衡量电池好坏的重要标准。 16、什么是(充放电)倍率?时率? 是指电池在规定的时间放出其额定容量时所需要的电流值,它在数据值上等于电池额定容量的倍数,通常以字母C表示。如电池的标称额定容量为600mAh为1C(1倍率),300mAh则为0.5C,6A(600mAh)为10C.以此类推. 时率又称小时率,时指电池以一定的电流放完其额定容量所需要的小时数.如电池的额定容量为600mAh,以600mAh的电流放完其额定容量需1小时,故称600mAh的电流为1小时率,以此类推. 17、什么是自放电率? 又称荷电保持能力,是指电池在开路状态下,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。 注: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。 18、什么是压? 指电池的部气压,是密封电池在充放电过程中产生的气体所致,主要受

锂电池基本学习知识讲解

锂电池基本知识讲解 电池基本知识 1.电池 电池是将化学反应产生的能量直接转化为电能的一种电化学装置。 2.原电池 原电池是指经过放电后,不能用一般的充电方法使其复原而继续使用的电池,也叫一次电池。 3.蓄电池 指可以通过充电方法使两极活性物质复原而可以再次放电的电池,也叫二次电池。 4.干电池 干电池是指电解液不流动的电池,通常是指锌、锰干电池。 5.电解池 电解池是一种将电能转化为化学能的电化学装置,电池充电时相当于电解池。 6.电子导体 是指依靠物质内部的自由电子在外加电场作用下做定向运动而导电的导体,也叫第一类导体。各种金属通常为第一类。

7.离子导体 是依靠物质内部的可移动离子在外加电场作用在做定向移动而导电的导体,也叫第二类导体。各种电解液通常为第二类导体。如氢氧化钾水溶液。 8.电解质 一定条件下具有离子导电性的物质称为电解质。 9.电极 是指由两类导体即电子导体和离子导体串联组成的导电体系,也叫半电池,通常为了方便把构成电极的金属导体部分称为电极。 10.正/负极 在一个电化学装置中,电极电位较高的电极称为正极;电极电位较低的电极为负极。 11.电池充电 借助于外直流电源,将电能输入电池迫使其内部发生电化学反应的过程叫电池充电。 12.电池放电 电池内部发生电化学反应产生电能并向外电路输出电能的过程叫电池放电。 13.活性物质 是指在电池中将化学能转变为电能的过程中参加电极反应的物质。

14.为什么电池放电时不需要外接电源而电池充电时需要外接电源? 电池放电时的电化学反应是一种自发的过程,电池向外电路供电是可以自发进行的过程,而充电时的电池相当于电解池,电解池中消耗电能的化学反应是一种不可以自发进行的过程,所以要借助于外接电源强迫化学反应逆方向进行。 15.电池电动势 电池正极平衡电极电位与负极平衡电极电位之差称为电池电动势,又叫理论电压。 16.开路电压 电池开路时,正负极之间的电位差叫开路电压,开路电压在数值上等于正负极稳定电极电位之差,是一个实测值。 17.标称电压 一般被认为是电池工作在标准条件下可具有的电压值。18.放电电压 电池放电时正负极间的电位差叫放电电压,也叫工作电压或负载电压或端电压。 19.充电终止电压 电池充电所允许的最高电压叫充电终止电压。 20.放电终止电压 电池放电时,电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压

锂电池基本常识

锂电池基本常识 当今世界,锂电池使用极为普遍,也是发展最迅速的民用化学电源,并成为手机、笔记本电脑、平板电脑和数码相机等便携式消费电子产品首选配套电源。人们的生活也越来越依赖于锂电池的使用,真可谓“有锂走遍天下,无锂寸步难行”。然而,锂电池在使用或包装不当等情况下,也可能会引发起火的危险,而且其一旦起火,则火焰较难在短时间内被扑灭。鉴于在工作、生活中,大家会经常遇到与锂电池相关的问题,故以下从定义、安全包装和使用、航空运输要求等角度,采用问答的方式与大家共同分享锂电池的一些基本知识。 问题1:锂电池有哪些类型? 锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的,且内含金属态的锂。锂离子电池不含金属态的锂,并且是可以充电的。 问题2:锂电池芯和锂电池的区别是什么? 锂电池芯是一个单一的电化学封闭单元,由一个正极和一个负极组成,两极之间有电位差。锂电池是由一个或多个锂电池芯通过电路进行连接组成的。 问题3:如何确定锂离子电池的额定瓦特小时? 额定瓦特小时(Wh)是一种规范锂离子电池的计量标准。如果已知电池的标称电压(V )和标称容量(Ah),可以通过计算得到额定瓦特小时的数值:Wh= V x Ah,即安培小时乘以标称电压等于瓦时。 问题4:锂电池危险性原由? 锂电池危险性取决于其所含的锂。锂是一种特别容易发生反应的金属,且易燃。遇水或潮湿空气会释放易燃气体氢气。呈固体状态时,当温度超过其熔点180℃,可自燃。错误操作、物理撞击等易造成锂电池外短路或内短路,导致锂电池体系被破坏,引起高温过热起火。问题5:如何安全包装锂电池进行运输? 锂电池运输时,最主要的风险之一就是电池两极接触其他电池、金属物体或其他导电体而引起电池短路。因此,必须将包装好的电池芯和电池使用适当的方式隔开,以防止发生短路和电极破损。此外,电池和电池芯还必须包装在坚固的外包装内,或者安装在设备中。问题6:如何对锂电池进行有效的防短路保护? Ⅰ.防止锂电池短路包括但不限于以下方法: A.在可行的情况下,用非导电材料(如塑料袋)制成的完全封闭的内包装来装每个电池; B.使用适当的方式对电池进行隔离或包装,使其无法与包装件内的其他电池、设备或导 电材料(如金属)相互接触,并且对裸露的电极或插头使用不导电的保护帽、绝缘带或其他适当的方式进行保护。 C.如果外包装不能抵挡碰撞,那么就不能仅使用外包装作为防止电池电极破损或短路的 唯一措施。电池还应使用衬垫防止移动,否则由于移动导致的电极帽松动,或者电极改变方向易引起短路。 Ⅱ.电极保护方法包括但不限于以下措施: A.将电极牢固地附上有足够强度的盖; B.将电池包装在刚性塑料包装内;并且电池电极使用凹陷设计或有其他保护方式,这样 即使包装件跌落电极也不会破损。 问题7:安装有锂电池的设备如何防止被“意外启动”? 锂电池安装在设备中时,设备的包装方式应该能够防止意外启动,或者有防止意外启动的措施(如:包装能防止接触开关、有开关保护帽或锁、开关使用凹陷设计等)。此要求不适用于运输中启动的设备(如手表、感应器等),也不适用于不能产生足以危害包装或人身安全的热量的设备。

ICR18650NH锂电池电芯规格书(英文)

Title Li-ion Battery Specifications (Steel) File No: QP-09-E167-NH Version NO:B/0 Presentation: Lithium-Ion Battery Cell Specification Classification: Sony batteries Cell Type: ICR18650NH June 24, 2008 Technology Department Battery Technical Service Department Prepared Checked Approved Customer Approval (Date) Control code:0806016

Revision Date Originator Description B/0 2008-6-24 Engineering Center Original Release Title Li-ion Battery Specifications (Steel) Revision History File No: QP-09-E167-NH Version NO :B/0 ICR18650NH Engineering Center

Item Specification Remarks 4.1Typical capacity2600mAh0.2 C5A discharge 4.2Minimum Capacity2500mAh 4.2 Nominal Voltage8.4V 4.3 Discharging Voltage (Min)7.4V 4.4 Charging Voltage (Max.)8.4±0.1V 4.5 Charging Current(Std.)0.5 C 5 A 4.6 Discharging Current(Std.)0.2 C 5 A 4.7 Charging Current (Fast) 1 C 5 A0 ~ 40°C, <95%RH 4.8 Discharging Current(Fast) 1 C 5 A 4.9 Discharging Current(Max.) 2 C 5 A 4.10 Internal Impedance≤200m? 4.11 Weight100±2.0g 4.12 Outline dimension (see figure)width φ38±0.2mm (Including PVC) Length68±0.5mm 4.13 Battery cell storage and transportation environment and temperature ranges Min 1 Month-20 ~ +60°C, <75%RH*Initial status of cell 3.80V and 50% of charge, the capacity lost during shipment < 20%. Capacity recover rate > 80%. Min 3 Months-20 ~ +45°C, <75%RH* Min 12 Months-20 ~ +25°C, <75%RH* Title Li-ion Battery Specifications (Steel)Page1/11 1. Scope This Specification is applied to rechargeable lithium ion battery cell of the following mentioned type for various applications in mobile communication devices and portable power systems. 2. Cell Classification and Type 2.1 Cell Classification:Lithium Ion Battery Cell 2.2 Cell Type:ICR18650NH 3. Standard The specification is based on the technical specification of GB/T18287-2000 、UL1642 and IEC61960. 4. Nominal Specification File No: QP-09-E167-NH Version NO:B/0ICR18650NH Engineering Center

锂离子电池基础知识

电池基础知识培训资料 一、锂离子电池工作原理与性能简介: 1、电池的定义:电池是一种能量转化与储存的装置,它通过反应将化学能或物理能转化为电能,电池即是一种化学电源,它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极,两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中,当连接在某一外部载体上时,通过转换其内部的化学能来提供能源。 2、锂离子电池的工作原理:即充放电原理。Li-ion的正极材料是氧化钴锂,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就象一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子就象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。 通俗来说电池在放电过程中,负极发生氧化反应,向外提供电子;在正极上进行还原反应,从外电路接收电子,电子从负极流到正极,而电流方向正好与电子流动方向相反,故电流经外电路从正极流向负极。电解质是离子导体,离子在电池内部的正负极之间定向移动而导电,阳离子流向正极,阴离子流向负极。整个电池形成了一个由外电路的电子体系和电解质的离子体系构成的完整放电体系,从而产生电能。 正极反应:LiCoO2==== Li1-x CoO2 + xLi+ + xe 负极反应:6C + xLi+ + xe- === Li x C6 电池总反应:LiCoO2 + 6C ==== Li1-xCoO2 + LixC6

手机锂离子电池与电芯的基本知识

第一节锂离子电池的基本知识 1.锂离子电芯 一般而言,锂离子电池有三部分构成:? 2.保护电路(PCM) 3.外壳即胶壳 电池的分类 从锂离子电池与手机配合情况来看,一般分为外置电池和内置电池,这种叫法很容易理解,外置电池就是直接装在手上背面,如:MOTOROLA 191,SAMSUNG系列等;而内置电池就是装入手机后,还另有一个外壳把其扣在手机电池内,如:MOTOROLA 998,8088,NOKIA的大部分机型?1.外置电池 1.1超声波焊接 外置电池的封装形式有超声波焊接和卡扣两种:? 外壳?这种封装形式的电池外壳均有底面壳之分,材料一般为ABS+PC 料,面壳一般喷油处理,代表型号有 :MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列,原装电池的外壳经喷油处理后长期使用一般不会磨花,而一些品牌电池或水货电池用上

几天外壳喷油就开始脱落了.其原因为:手机电池的外壳较便宜,而喷油处理的成本一般为外壳的几倍(好一点的),这样处理一般有三道工序:喷光油(打底),喷油(形成颜色),再喷亮油(顺序应该是这样的,如果我没记错的话),而一些厂商为了降低成本就省去了第一和第三道工序,这样成本就很低了.?超声波焊塑机其作用为: 行业内比较好的国产超声波焊塑机应该是深圳科威信机电公司生产的. 焊接 有了好的超声波焊塑机不够的,是否能够焊接OK,还与外壳的材料和焊塑机参数设置有很大关系,外壳方面主要与生产厂家的水口料掺杂情况有关,而参数设置则需自己摸索,由于涉及到公司一些技术资料,在这里不便多讲. 1.2卡扣式 卡扣式电池的原理为底面壳设计时形成卡扣式,其一般为一次性,如果卡好后用户强行折开的话,就无法复原,不过这对于生产厂家来讲不是很大的难度(卡好后再折开),其代表型号有:爱立信788,MOTOROLA V66. 2.内置电池?内置电池的封形式也有两种,超声波焊接和包标(使用商标将电池全部包起)?超声波焊接的电池主要有:NOKIA 8210,8250,8310,7210等. 包标的电池就很多了,如前两年很浒的MOTO998 ,8088了. 第二节锂离子电芯的基本知识 锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。锂离子电芯的能量容量密

锂电池保护板基础知识

锂电池保护板的基础知识普及 第一章保护板的构成和主要作用一、保护板的构成 锂电池(可充型)之所以需要保护,是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电,因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。锂电池的保护功能通常由保护电路板和PT协同完成,保护板是由电子电路组成,在-40℃至+85℃的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流,即时控制电流回路的通断;PTC在高温环境下防止电池发生恶劣的损坏。 保护板通常包括控制IC、MOS开关、电阻、电容及辅助器件NTC、ID存储器等。其中控制IC,在一切正常的情况下控制MOS 开关导通,使电芯与外电路沟通,而当电芯电压或回路电流超过规定值时,它立刻(数十毫秒)控制MOS开关关断,保护电芯的安全。NTC是Negative temperature coefficient的缩写,意即负温度系数,在环境温度升高时,其阻值降低,使用电设备或充电设备及时反应、控制部中断而停止充放电。ID 存储器常为单线接口存储器,ID是Identification 的缩写即身份识别的意思,存储电池种类、生产日期等信息。可起到产品的可追溯和应用的限制。

二、保护板的主要作用 一般要求在-25℃~85℃时Control(IC)检测控制电芯电压与充放电回路的工作电流、电压,在一切正常情况下C-MOS开关管导通,使电芯与保护电路板处于正常工作状态,而当电芯电压或回路中的工作电流超过控制IC中比较电路预设值时,在15~30ms (不同控制IC与C-MOS有不同的响应时间),将CMOS关断,即关闭电芯放电或充电回路,以保证使用者与电芯的安全。 第二章保护板的工作原理 保护板的工作原理图:

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