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锂电基本知识培训课件

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目录

01

锂电池概述

02

锂电池材料

03

锂电池制造工艺

04

锂电池性能参数

05

锂电池应用领域

06

锂电池市场与趋势

锂电池概述

PART01

锂电池定义

锂电池通过锂离子在正负极间的移动来储存和释放能量，实现电能与化学能的转换。

锂电池的工作原理

根据不同的化学体系，锂电池可分为锂离子电池、锂聚合物电池等多种类型，各有其特点和应用领域。

锂电池的类型分类

锂电池主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成，这些部分共同作用以实现电池功能。

锂电池的组成结构

01

02

03

锂电池工作原理

锂离子在正负极间移动，通过电解液，产生电流，实现电池的充放电功能。

锂离子迁移过程

电解液提供锂离子传输的介质，保证电池内部化学反应的顺利进行，影响电池性能。

电解液的功能

正极材料如钴酸锂释放电子，负极如石墨吸收电子，共同完成电能的存储与释放。

电极材料的作用

锂电池种类

01

广泛应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备，具有高能量密度和长循环寿命。

锂离子电池

02

因其可塑性好、安全性高，常用于可穿戴设备和电动汽车，具有较轻的重量。

锂聚合物电池

03

具有较高的理论比能量，但存在安全隐患，目前主要处于研发阶段，尚未大规模商用。

锂金属电池

锂电池材料

PART02

正极材料

LCO是最早商业化的正极材料之一，广泛应用于手机和笔记本电脑电池中。

锂钴氧化物（LCO）

01

NCM材料因其高能量密度和较长循环寿命，在电动汽车电池中得到广泛应用。

锂镍钴锰氧化物（NCM）

02

LFP以其低成本和良好的安全性能，在储能系统和电动工具电池中占据一席之地。

锂铁磷（LFP）

03

负极材料

锂金属负极具有极高的理论比容量，但存在枝晶生长和循环寿命短的问题，目前仍处于研究阶段。

硅基负极材料具有比石墨更高的理论比容量，是下一代锂电池负极材料的研究热点。

石墨是目前最常用的锂电池负极材料，因其良好的电导率和循环稳定性而受到青睐。

石墨材料

硅基材料

锂金属材料

电解液与隔膜

电解液在锂电池中传导离子，确保电池充放电过程中的电荷转移，是电池性能的关键。

01

隔膜用于分隔正负极，防止短路，同时允许锂离子通过，对电池的安全性和效率至关重要。

02

电解液通常由锂盐和有机溶剂组成，例如六氟磷酸锂和碳酸乙烯酯，影响电池的稳定性和寿命。

03

隔膜材料多为聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯，其孔隙结构和化学稳定性对电池性能有显著影响。

04

电解液的作用

隔膜的功能

电解液的成分

隔膜的材料选择

锂电池制造工艺

PART03

电芯制造流程

通过湿法或干法工艺制备正极材料，如钴酸锂、镍钴锰酸锂等，确保电芯的高能量密度。

正极材料的制备

将正负极片、隔膜和电解液按照特定顺序组装成电芯，完成卷绕或叠片，为后续封口做准备。

电芯组装

将石墨等负极材料均匀涂覆在铜箔上，形成负极片，这是电芯组装前的关键步骤。

负极材料的涂覆

注入电解液后，通过激光焊接等技术对电芯进行封口，确保电芯的密封性和安全性。

电芯的注液与封口

组装与封装技术

在锂电池制造中，电芯通过叠片或卷绕方式组装，以形成所需的电池结构和容量。

电芯的叠片与卷绕

01

多个电芯组合成模组，模组组装是将电芯按照特定的电气连接方式集成，以满足不同设备的电力需求。

模组组装

02

电池封装技术确保电池安全稳定，涉及外壳材料选择、密封工艺等，对电池的性能和寿命至关重要。

电池封装

03

质量控制要点

锂电池制造前，对正负极材料、电解液等原材料进行严格检验，确保其符合质量标准。

原材料检验

在电芯组装过程中，控制各部件的装配精度，避免因组装误差导致电池性能下降。

电芯组装精度

完成电池组装后，进行充放电测试、内阻测试等，确保电池性能达到设计要求。

电池性能测试

对锂电池进行针刺、过充、热箱等安全测试，评估其在极端条件下的安全性能。

安全性能评估

锂电池性能参数

PART04

容量与能量密度

电池容量通常以毫安时(mAh)或安时(Ah)表示，是衡量电池存储电能多少的指标。

电池容量的定义

电动汽车和便携式电子设备中，高能量密度电池能提供更长的使用时间和更好的性能。

实际应用案例

能量密度指单位体积或重量的电池所能存储的能量，高能量密度意味着更长的续航时间。

能量密度的重要性

电池材料、设计和制造工艺都会影响能量密度，如使用锂离子电池技术可提高能量密度。

影响能量密度的因素

循环寿命

循环寿命指电池在保持一定性能标准下，能够完成充放电循环的次数，是衡量电池耐久性的关键指标。

定义与重要性

01

电池材料、制造工艺、使用环境和充电方式都会影响锂电池的循环寿命。

影响因素

02

锂电池的循环寿命测试通常按照国际电工委员会(IEC)或美国材料与试验协会(ASTM)的标准