锂离子电池基础知识培训

锂离子电池隔膜基础知识培训手册

文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-MG129]

(一) 锂离子电池隔膜基础知识

(二) 电池隔膜的分类

(三) 锂离子电池隔膜的功能及机理

(四) 锂离子电池隔膜主要用途

二、聚烯烃隔膜原料和原理

(一) 聚烯烃隔膜的分类

(二) 聚烯烃隔膜的主要原料

(三) 聚烯烃隔膜主要生产方法

(四) 聚烯烃隔膜结构和特点

三、性能参数和使用要求

(一) 隔膜主要性能表征参数及意义

(二) 锂离子电池对隔膜的要求

四、发展趋势

(一) 动力电池隔膜

(二) 锂离子电池隔膜的发展

五、隔膜知识和注意事项

(一) 隔膜知识问与答

(二) 注意事项

简介

（一）锂离子电池隔膜基础知识

锂离子电池隔膜是一种具有纳米级微孔的高分子功能材料，随着锂离子电池的广泛使用而走进人们的生活。可充电锂离子二次电池具有高比能量、长循环寿

命、无记忆效应的特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，因而成为近年来新型电源技术研究的热点。由于锂离子电池是绿色环保型无污染的二次电池，符合当今各国能源环保方面大的发展需求，在各行各业的使用量正在迅速增加。

锂离子电池电芯主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成， 其中隔膜是电芯的重要组成部分，起到将电芯正极和负极隔开的作用， 具有电子绝缘性和离子导电性。其锂离子传导能力直接关系到锂离子电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用。隔膜的性能决定了电池的界面结构、电解质的保持性和电池的内阻等，进而影响电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性， 所以，隔膜性能的优劣直接影响了电池的综合性能。

在我国，锂离子电池原材料已基本实现了国产化，但是隔膜材料却主要依靠进口，一些制作隔膜的关键技术被日本和欧美垄断。最近几年， 隔膜在我国已有生产，各项指标也接近或达到了国外产品的水平。

电池基础知识培训资料

一、锂离子电池工作原理与性能简介：

1、电池的定义：电池是一种能量转化与储存的装置，它通过反应将化学能或物理能转化为电能，电池即是一种化学电源，它由两种不同成分的电化学活性电极分别组成正负极，两电极浸泡在能提供媒体传导作用的电解质中，当连接在某一外部载体上时，通过转换其内部的化学能来提供能源。

2、锂离子电池的工作原理：即充放电原理。Li-ion的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。在Li-ion的充放电过程中，锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态。Li-ion就象一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象运动员一样在摇椅两端来回奔跑。所以，Li-ion又叫摇椅式电池。

通俗来说电池在放电过程中，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。

正极反应：LiCoO2==== Li1-xCoO2 + xLi+ + xe

负极反应：6C + xLi+ + xe- === LixC6

电池总反应：LiCoO2 + 6C ==== Li1-xCoO2 + LixC6

3、电池的连接：

锂离子电池基础知识

1.什么叫锂电池

锂电池主要是指在电极材料中使用了锂元素作为主要活性物质的一类电池。以这个定义来看，锂电池是指一类电池，包括锂原电池与锂二次电池。一次电池是不能充电重复使用的，二次电池是可以多次充放电使用的。锂原电池主要有锂锰电池、锂硫电池（当然也有二次锂硫电池）、锂亚硫酰氯电池、锂硫酰氯电池等。手表、计算器、计算机主板CMOS中用到的三伏锂电池，主要是锂锰电池。其它的锂原电池在民用中好象不多见。 我们通常所说的锂电池，如手机锂电池，笔记本锂电池，属于锂二次电池。锂二次电池也有多种，但最常见的锂离子二次电池，简称锂离子电池。

2.锂离子电池的历史

锂离子电池的历史是很短的，从1990年左右SONY推出第一块用碳素作为负极材料的锂电池以来，至今也不过十多年的历史。现在市场上的锂离子电池主要有两种，一种为液态锂离子电池，通常以钢壳或铝壳包装;另一种为聚合物锂离子电池，简称聚锂电池，通常采用铝塑复合膜包装。

锂离子电池在结构上主要有五大块：正极、负极、电解液、隔膜、外壳与电极引线。

3.一次电池和二次电池还有其他的区别吗？

另一明显的区别就是它们能量和负载能力，以及自放电率，二次电池能量远比一次电池高，然而他们的负载能力相对要小。

4. Li-ion电池的优缺点是什么？

充电电池寿命较长，可循环1000次以上，虽然价格比干电池贵，但如果经常使用的话，是比较划算的。充电电池的容量比同规格的碱锰电池或锌碳电池低，比如，他们放电较快。

另一缺点是由于他们几近恒定的放电电压，很难预测放电何时结束。当放电结束时，电池电压会突然降低。假如在照相机上使用，突然电池放完了电，就不得不终止。但另一方面可充电电池能提供的容量比大部分一次电池高。但Li-ion电池却可被广泛地用照相器材中，因为它容量高，能量密度大，以及随放电深度的增加而逐渐降低的放电电压。

5.充电电池是怎样实现它的能量转换？

(一) 锂离子电池隔膜基础知识

(二) 电池隔膜的分类

(三) 锂离子电池隔膜的功能及机理

(四) 锂离子电池隔膜主要用途

二、聚烯烃隔膜原料和原理

(一) 聚烯烃隔膜的分类

(二) 聚烯烃隔膜的主要原料

(三) 聚烯烃隔膜主要生产方法

(四) 聚烯烃隔膜结构和特点

三、性能参数和使用要求

(一) 隔膜主要性能表征参数及意义

(二) 锂离子电池对隔膜的要求

四、发展趋势

(一) 动力电池隔膜

(二) 锂离子电池隔膜的发展

五、隔膜知识和注意事项

(一) 隔膜知识问与答

(二) 注意事项

简介

（一）锂离子电池隔膜基础知识

锂离子电池隔膜是一种具有纳米级微孔的高分子功能材料，随着锂离子电池的广泛使用而走进人们的生活。可充电锂离子二次电池具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应的特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，因而成为近年来新型电源技术研究的热点。由于锂离子电池是绿色环保型无污染的二次电池，符合当今各国能源环保方面大的发展需求，在各行各业的使用量正在迅速增加。

锂离子电池电芯主要由正极材料、负极材料、电解液和隔膜组成， 其中隔膜是电芯的重要组成部分，起到将电芯正极和负极隔开的作用， 具有电子绝缘性和离子导电性。其锂离子传导能力直接关系到锂离子电池的整体性能，其隔离正负极的作用使电池在过度充电或者温度升高的情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸，具有微孔自闭保护作用。隔膜的性能决定了电池的界面结构、电解质的保持性和电池的内阻等，进而影响电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性， 所以，隔膜性能的优劣直接影响了电池的综合性能。

在我国，锂离子电池原材料已基本实现了国产化，但是隔膜材料却主要依靠进口，一些制作隔膜的关键技术被日本和欧美垄断。最近几年， 隔膜在我国已有生产，各项指标也接近或达到了国外产品的水平。

本手册主要介绍锂离子电池用聚烯烃隔膜，从隔膜的生产原理、性能特性、应用等方面来介绍有关隔膜知识。