电池及锂电池基础知识培训.ppt

目录 第一部分 电池基础常识 第二部分 电池基本术语 第三部分 锂离子电池工作原理及性能简介 第四部分 锂离子电池电源管理 第五部分 锂离子电池的应用前景 第一部分 电池基础常识 电池的定义：不必要伴随有机械运动，而将各种能量直接转化为直流电能的发电装置。一种能量转化与储存的装置. 1. 化学电池：将化学能直接转变成电能的发电装置； 2. 物理电池：通过物理变化将光能、热能等直接转变为电能的发电装置； 3. 组成化学电池的必要条件： 3.1 必须把化学反应中的氧化过程（失去电子过程）和还原过程（得到电子过程）分隔在两个区域内进行； 3.2 正负极之间有离子导电物质； 3.3 物质在进行氧化还原时，电子必须通过外线路。 第一部分 电池基础常识 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。 第一部分 电池基础常识 第一部分 电池基础常识 第一部分 电池基础常识 第一部分 电池基础常识 第一部分 电池基础常识 过充保护：当电芯电压升到一定值时（4.4V以下），保护板会切断充电回路。 过放保护：当电芯电压低到一定值时（2.2V以上），保护板会切断放电回路。 短路保护：当电池正、负极两端短路时，可迅速切断回路，保护电芯。 过流保护：当电池输出电流超过某一值时（2A左右），保护电路会切断输出回路。 其它辅助功能：保护板上一般还有NTC、识别电阻以及解码芯片等，主要作用是保证电池能与主机及原装充电器正常充电与使用。 第二部 电池基本术语 (一)、电压（ 概念：即电位差，是产生电流的力） 1.开路电压：电池与外电路没有接通时，即没有电流流过时电极之间的电位差，等于正极电位与负极电位之间的差值。 2.工作电压：又称放电电压或负荷电压，是指电池对外输出电流时，电池两 极间的电位差。工作电压总是低于开路电压。 3.终止电压：电池充放电时，电压上升或下降到某数值，电池不宜再继续充电或放电的工作电压。一般在充电时，终止电压为4.2V，放电时为3 .0V或2 .75V。 第二部 电池基本术语 第二部 电池基本术语 (三)、内阻 电池内阻包括欧姆电阻(RΩ)和电极在电化学反应时所表现的极化电阻(Rf )。 欧姆电阻、极化电阻之和为电池的内阻(Ri )。欧姆电阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。 隔膜电阻是当电流流过电解液时，隔膜有效微孔中电解液所产生的电阻(RM )。 RM=ρs·J 式中 RM是隔膜电阻； ρs是溶液比电阻； J 表征隔膜微孔结构的因素等。结构因素包括膜厚、孔率、孔径、孔的 弯曲程度。 极化电阻Rf是指电化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。 第二部 电池基本术语 第二部 电池基本术语 3.比能量 单位质量和单位体积的电池所给出的能量，称质量比能量或体积比能量，也称能量密度。比能量的单位为wh/kg或wh/L。 目前聚合物锂离子电池重量比能量为 170-190 wh/kg. 第二部 电池基本术语 1.2放电平台 放电平台是指在电池任何倍率的电流下恒流充到电压为4.2V，再恒压充电，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。 因一般使用锂离子电池的家用电器的工作电压都要求在3.6V以上，如果低于这个值，则会出现无法工作的情况。所以放电平台是衡量电池性能好坏的重要标准之一。 第三部分 锂离子电池工作原理 第三部分 锂离子电池工作原理 第三部分 锂离子电池工作原理 第三部分 锂离子电池工作原理 第三部分 锂离子电池工作原理 高能量密度：锂离子电池与同容量的镍镉或镍氢电池相比较，质量约减轻一半, 体积比镍镉电池小35%~45%，比镍氢电池小20%~25%。 高电压：锂离子电池的工作电压相当于三个镍镉电池或镍氢电池串联组合在一起。 高倍率放电：能够用2C电流持续放电。 无污染：不包含重金属污染物质，如镉、铅、水银等。 安全可靠：具有极高安全性，不受航空禁运条例限制。 循环寿命长：可达300~500次以上。 无记忆效应，