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锂离子电池原理及基础知识介绍-PPT精品
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（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:
~3.9-4.0V
电压范围:
~3.0-4.3V
0
150
50
100
3
4
V
mAh/g
Irr
Rev
首次充电
首次放电
锂离子电池电解液
溶剂－有机碳酸脂溶剂
环状脂：EC、PC、GBL
链状脂：DEC、DMC、EMC、MPC
盐－大阴离子锂盐
LiPF6、LiBF4
特点：
密度：～1.2g/cc
电导率：~8mS·cm
粘度：～3.5mPa·s（大约是水的三倍）
要求极低的水分含量（我们在充氮气手套箱中灌注电解液）
控制HF含量