电池基本知识2016选读.ppt

镍氢电池的反应原理 4.2.3镍氢电池 镍氢电池的反应原理 4.2.3镍氢电池 电池 电极 电子得失 电极反应 化学反应 放电 正极 获得电子 还原反应 NiOOH + H2O + e→Ni(OH)2 + OH- 负极 失去电子 氧化反应 MH + OH- → M + H2O + e 充电 正极 失去电子 氧化反应 Ni(OH)2 + OH- → NiOOH + H2O + e 负极 获得电子 还原反应 M + H2O + e → MH + OH- 镍氢电池尺寸 4.2.3镍氢电池 镍氢电池有扣式、方形、圆柱形等尺寸。目前圆柱形应用最为广泛。 圆柱形按照直径可以分为如下种类 类型 5A 4A 3A 2A A FA SC C D 直径/mm 6.8 8.2 10 14 16 18 22 25 32 镍氢电池基本性能指标 4.2.3镍氢电池 容量检测方法：0.2C放电到1.0V/cell，0.1C*16h，搁置1h，0.2C放电到1.0V/cell 电压：开路电压应≥1.2V 对于镍氢电池来说，其电压与所带电量存在一定关系，但不是线性的，故电池电压高不完全代表其带电量高，反之亦然。要用电压衡量带电量一定要有诸多的条件限制 内阻：/ 循环寿命：普通镍氢电池，应≥500次，AA/AAA高容量镍氢电池≥300次 自放电：约20%/月 镍氢电池的充电：充电时间=电池容量/充电器输出电流*（1.0-1.1），镍镉电池的充电时间也可以这样计算。 镍氢电池标准 4.2.3镍氢电池 镍氢电池目前IEC标准为 IEC61951-2/IEC62133。 UL标准为UL2054 镍氢电池国家标准的标准为GB/T 22084.2 镍氢电池和镍镉电池的工作电压是一至的，都是号称1.2V。可以完全替代同外观的锌锰干电池及碱性锌锰电池（号称电压是1.5V）。 从环保上来说镍氢电池是最好的，无汞的锌锰电池也是环保的。镉镍电池中的重金属镉则有毒不环保，使用过程中电池万一发生泄漏，对使用者的身体也有害，使用结束后电池丢弃会对环境造成污染。 4.2.4锂离子电池 锂离子电池分为液态锂离子电池(Liquified Lithium-Ion Battery，简称为LIB)和聚合物锂离子电池(Polymer Lithium-Ion Battery, 简称为PLB)或塑料锂离子电池（Plastic Lithium Ion Batteries, 简称为PLB) 聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，正极材料分为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料，负极为石墨，电池工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同， 液态锂离子电池使用液体电解质， 聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替， 这种聚合物可以是“干态”的，也可以是“胶态”的，目前大部分采用聚合物凝胶电解质。 4.2.4锂离子电池 液态锂离子电池的形状只有方形和圆柱形两种，外壳都是金属壳分为铝壳和钢壳，前者应用手机等小型设备，后者经过多个串并联成组后应用于笔记本等中型耗电量大些的设备上。 聚合物电池采用铝塑料材质，其形状可变，可以塑造成除长方体和圆柱体外的不太规则的形状，在蓝牙耳机这种微型设备中大多是聚合物电池。 按外包装材料可分为：钢壳电池、铝壳电池、软包装电池。 锂离子电池的组成部分 电池的主要组成部分为：（如右图） 正极片、负极片、电解液、 隔膜纸、盖帽、外壳、绝缘层。 软包电池可分为卷绕式、切片式 叠片式三种。 圆柱锂电结构如下图： 4.2.4锂离子电池 4.2.4锂离子电池 锂离子电池基本材料 部件 材料 正极 LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流体（铝箔） 正极 负极 石墨+导电剂(乙炔黑)+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体（铜箔） 负极 隔膜 单层PE（聚乙烯）或者 三层复合PP（聚丙烯） +PE+PP 电解液 EC（碳酸乙烯酯）、PC（碳酸丙烯酯）、DEC（二乙基碳酸脂）DME（二甲基碳酸酯）、LiPF6(六氟磷酸锂)、LiAsF6(六氟砷酸锂)、LiCoO2(钴酸锂) 集流体 正极铝带负极镍带 外壳 铝塑膜/钢壳/铝壳 锂离子电池反应原理 锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正极的二次电池。电子和Li+都是同时行动的，方向相同但路径不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li+从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。 充电时反应如下： 负极反应：C + xLi+ + xe- === CLix 正极反应：LiCoO2==== Li1-xCoO2 + xLi+ + xe- 电池总反应： LiCoO2 + C ====