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锂电池基础知识培训课件

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目录

01

锂电池概述

02

锂电池的组成

03

锂电池性能指标

04

锂电池的应用领域

05

锂电池的制造过程

06

锂电池的维护与安全

锂电池概述

PART01

锂电池定义

锂电池通过锂离子在正负极之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

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的功能。

锂电池的组成结构

锂电池相较于传统电池如镍镉电池和镍氢电池，具有更高的能量密度、更长的使用寿命和更低的自放电率。

锂电池与传统电池的区别

锂电池工作原理

在充电时，锂离子从正极移动到负极；放电时则反向移动，产生电流。

锂离子的迁移过程

正极通常使用锂钴氧化物等材料，负极则多用石墨，它们决定了电池的性能和安全性。

正负极材料的选择

电解液在锂电池中提供锂离子传输的介质，保证电池的充放电循环。

电解液的作用

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，以其高能量密度和长寿命著称。

锂离子电池

02

具有可塑性，可制成各种形状，常用于可穿戴设备和电动汽车中。

锂聚合物电池

03

使用锂金属作为负极材料，具有较高的理论比能量，但存在安全隐患，目前应用较少。

锂金属电池

锂电池的组成

PART02

正极材料

LCO是早期锂电池常用的正极材料，因其高能量密度而广泛应用于消费电子产品。

锂钴氧化物（LCO）

01

NCM材料具有良好的综合性能，是目前电动汽车电池中使用较为普遍的正极材料之一。

锂镍钴锰氧化物（NCM）

02

LFP以其长寿命和高安全性能著称，常用于大型储能系统和电动工具电池中。

锂铁磷（LFP）

03

负极材料

石墨是目前最常用的锂电池负极材料，因其良好的导电性和循环稳定性而受到青睐。

石墨负极材料

锂金属负极具有极高的理论比容量，但存在枝晶生长和安全问题，目前仍处于研究阶段。

锂金属负极

硅基材料具有比石墨更高的理论比容量，是未来锂电池负极材料的发展方向之一。

硅基负极材料

01

02

03

电解液与隔膜

电解液在锂电池中传导离子，保证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，如六氟磷酸锂和碳酸乙烯酯，确保电池的化学稳定性。

03

隔膜材料多为聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯，因其良好的化学稳定性和机械强度而被广泛使用。

04

电解液的作用

隔膜的功能

电解液的常见成分

隔膜的材料选择

锂电池性能指标

PART03

容量与能量密度

能量密度指单位体积或质量的电池所能存储的能量，是评估电池性能的关键参数之一。

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重要指标。

电池材料、设计和制造工艺都会影响能量密度，高能量密度意味着更长的续航能力。

电池容量的定义

能量密度的概念

例如，电动汽车使用的锂离子电池，高能量密度可以提供更远的行驶里程。

影响能量密度的因素

实际应用案例

循环寿命

循环寿命指锂电池充放电循环次数，是衡量电池耐久性的关键指标。

定义与重要性

01

电池材料、设计、使用条件等因素都会影响锂电池的循环寿命。

影响因素

02

国际电工委员会(IEC)和美国材料与试验协会(ASTM)等机构制定了循环寿命测试标准。

测试标准

03

例如，电动汽车电池在实际使用中，循环寿命决定了其更换频率和成本效益。

实际应用案例

04

安全性能

锂电池在过充时可能会发生热失控，因此具备过充保护机制至关重要，以防止电池损坏或起火。

过充保护

短路是导致锂电池安全事故的常见原因，电池管理系统需具备短路保护功能，以确保使用安全。

短路保护

锂电池在高温环境下可能会发生热失控反应，因此热稳定性是评估电池安全性能的重要指标之一。

热稳定性

锂电池的应用领域

PART04

便携式电子设备

智能手机

锂电池为智能手机提供长时间的续航能力，是现代移动通信不可或缺的能源。

笔记本电脑

轻薄便携的笔记本电脑依赖于锂电池的高能量密度，支持用户随时随地进行工作和娱乐。

平板电脑

平板电脑使用锂电池作为电源，保证了设备的便携性和较长的使用时间，适合阅读和多媒体应用。

便携式电子设备

便携式游戏机

锂电池让便携式游戏机摆脱了电源线的束缚，随时随地为玩家提供娱乐体验。

无线耳机

无线耳机小巧轻便，其长时间的使用依赖于高效能的锂电池技术。

电动交通工具

01

锂电池作为电动汽车的核心动力源，推动了特斯拉、比亚迪等品牌的快速发展。

02

锂电池轻便、高效，使得电动自行车成为城市短途出行的热门选择。

03

许多城市引入了锂电池驱动的电动公交车，以减少污染并提高公共交通效率。

04

锂电池的应用让