锂离子电池设计[1](1)

目录1．设计的目的与任务 (1)1.1课程设计背景 (1)1.2课程设计目的与任务 (1)2．设计的详细内容 (2)2.1原材料及设备的选取 (3)2.2电池的工作原理 (3)2.3电池的制备工艺设计 (4)2.3.1制片车间的工艺设计 (4)2.3.2装配车间的工艺设计 (8)2.3.3化成车间工艺设计 (9)2.3.4包装车间工艺设计 (11)2.4厂房设计 (13)3．经济效益 (13)4．对本设计的评述 (14)参考文献 (16)1．设计的目的与任务1.1课程设计背景自从1990年SONY采用可以嵌锂的钴酸锂做正极材料以来,锂离子电池满足了非核能能源开发的需要,同时具有工作电压高、比能量大、自放电小、循环寿命长、重量轻、无记忆效应、环境污染少等特点,现成为世界各国电源材料研究开发的重点[1~3]。

锂离子电池已广泛应用于移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源,并在电动汽车技术、大型发电厂的储能电池、UPS电源、医疗仪器电源以及宇宙空间等领域具有重要作用[4~5]。

正极材料作为决定锂离子电池性能的重要因素之一,研究和开发更高性能的正极材料是目前提高和发展锂电池的有效途径和关键所在。

目前,已商品化的锂电池正极材料有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂等,而层状钴酸锂正极材料凭借其电压高、放电平稳、生产工艺简单等优点占据着市场的主要地位,也是目前唯一大量用于生产锂离子电池的正极材料[6~8]。

18650电池是指外壳使用65mm高，直径为18mm的圆柱形钢壳为外壳的锂离子电池。

自从上个世纪90年代索尼推出之后，这种型号的电池一直在生产，经久不衰。

经过近20年的发展，目前制备工艺已经非常成熟，性能有了极大的提升，体积能量密度已经提高了将近4倍，而且成本在所有锂离子电池中也是最低，目前早已走出了原来的笔记本电脑的使用领域，作为首选电池应用于动力及储能领域。

1.2课程设计目的与任务如前文所述，在目前商业化的锂离子电池中，很多厂家都选用层状结构的LiCoO作为正极材料。

点较低，不利于电池的高温性能，因此常与环状碳酸酯复合使用，确保锂离子电池具备良好的工作范围与安全性[1]。

1.2 电解质设计要点分析在锂离子电池的电解质设计要点中，由于电解质作为电解液主要原料之一，直接对锂离子电池的成膜性能、倍率放电性能、存储性能、循环性能等产生直接影响。

电解质中的锂离子性能，决定这电池的物理性能与化学性能。

在锂离子电池的安全设计当中，需要对六氟磷酸锂进行优化设计，确保能够优化电解液的电解质体系，通过对电解液的热稳定以及锂离子电池循环进行深入研究，确保锂离子电池的综合性能得到有效改善[2]。

2 锂离子电池电解液功能性添加剂优化应用措施在当前的锂离子电池电解液功能性添加剂的优化设计与应用中，其主要可以通过优化电解液导电性能，改善电解质稳定性能，提高电解液工作低温性能、完善电极膜性能、优化电池安全性与电解液循环稳定性的优化等五方面。

2.1 优化电解液导电性能在锂离子电池电解液功能性添加剂的优化设计当中，需要重视电解液的导电性能的提升。

在提升电解液的导电性能上，借助冠醚与锂离子形成的络合物，通过提升电解液中锂离子的溶解度，确保能够提高大量的游离锂离子与阴离子，借助锂离子与阴离子的有效分离，以此提升电解液的导电性能。

在锂离子电解液的导电性能提升中，借助冠醚类混合物的运用，不仅实现电解液导电性提升的作用，同时也能够降低锂离子电池充电过程的溶液切合分析，规避锂离子电池电解液的氨离子与锂离子之间发生的化学反应，通过提升锂离子的配位性能，以此提升电解液的导电性，确保电池充电与放电过程的导电性能，以此实现电池供电循环系统的优化改善[3]。

0 引言锂离子电池具备工作电压高，循环寿命长，自放电小，对外界污染小的优势，已成为一种重要的新型能源，尤其在新能源汽车方面得到广泛应用。

添加剂是锂离子电解液中重要的组成部分，对于电解液的性能具有决定性作用，开展功能性添加剂的研究设计，已成为当前锂离子电解液发展的重要方向。

锂离子电池课设计引言锂离子电池是一种常见的可充电电池，在现代电子产品中得到广泛应用。

本文介绍了一个针对锂离子电池的课程设计，旨在帮助学生深入了解锂离子电池的工作原理、性能特点以及应用领域。

设计目标1.了解锂离子电池的基本概念和原理；2.掌握锂离子电池的性能评估方法；3.研究锂离子电池的应用领域和发展趋势。

设计内容1. 锂离子电池的基本概念和原理•锂离子电池的组成和结构•锂离子电池的工作原理•锂离子电池的能量存储机制2. 锂离子电池的性能评估方法•循环寿命：充放电循环次数对电池寿命的影响•容量衰减：电池容量随时间的变化情况•充放电效率：电池在充放电过程中的能量转化效率3. 锂离子电池的应用领域和发展趋势•电动汽车和混合动力汽车•便携电子设备（手机、平板电脑等）•新能源储存系统（太阳能、风能储存等）实施步骤1.学习阶段：–学生通过教材和网络资源了解锂离子电池的基本概念和原理；–学生阅读相关文献，了解锂离子电池的性能评估方法；–学生查阅资料，了解锂离子电池的应用领域和发展趋势。

2.实验阶段：–学生进行简单的锂离子电池制作实验，了解电池的组成和结构；–学生设计实验，测试电池的循环寿命、容量衰减和充放电效率；–学生通过实验数据分析，评估电池性能。

3.讨论与总结：–学生在小组讨论中，分享实验结果和心得体会；–学生展示自己对锂离子电池应用领域的研究成果；–学生总结课程学习成果，撰写实验报告。

结论通过本课程设计，学生能够全面了解锂离子电池的基本概念和原理，掌握锂离子电池的性能评估方法，并了解其在不同应用领域的发展趋势。

此外，通过实验操作和数据分析，学生还能培养实验设计和数据处理的能力，提升自己的科研素养。

参考文献1.Armand, M., & Tarascon, J. (2008). Building better batteries. Nature,451(7179), 652-657.2.Scrosati, B., & Garche, J. (2010). Lithium batteries: status, prospectsand future. Journal of Power Sources, 195(9), 2419-2430.3.Dunn, B., Kamath, H., & Tarascon, J. M. (2011). Electrical EnergyStorage for the Grid: A Battery of Choices. Science, 334(6058), 928-935.4.Goodenough, J. B., & Park, K. S. (2013). The Li-ion rechargeable battery: A perspective. Journal of the American Chemical Society, 135(4), 1167-1176.。

锂离子电池正极材料的结构设计与改性随着我国科技技术的不断进步，锂离子电池应用技术得以快速提升。

锂离子电池正极材料的结构设计与改性对于提升锂离子电池的应用效果有着极为关键的意义。

本文水命了锂离子电池正极材料结构，阐述了锂离子电池正极材料的结构设计与改性措施。

标签：锂离子电池;正极材料;设计;结构;改性锂离子电池现已广泛应用于移动电话、便携计算机、数码相机、便携音乐播放器等通讯与数码产品中，而其化学性能主要取决于所用电极材料和电解质材料的结构和性能.目前，碳负极性能的改善和电解质的选择成为制约锂离子电池整体性能进一步提高的重要因素。

随着锂离子电池对其正极材料结构设计提出了新的要求，因此有必要探究锂离子电池正极材料的结构设计与改性的具体措施。

一、锂离子电池正极材料结构（一）六方层状结构这种结构最常用的材料包括三元材料和LiCoO2、LiNiO2、Ni、Co、Mn复合氧化物。

其中钴酸锂主要应用于國内小型锂电池正极材料，具有稳定的电化学性能、高密度振实、易于合成等优点。

（二）橄榄石型结构LiFePO 的晶体结构容量相对较高（170mAh/ 充电状态下有良好的热稳定性、较小的吸湿性和优良的充放电循环性能。

LiFePO。

而成为新型的锂离子电池正极活性材料有效提升了其实用化进程。

LiFePO 是一种稍微扭曲的六方最密堆集结构，属均占据八面体位。

FeO 八面体通过通过公共边相接成链。

其中一个FeO 八面体可供锂离子自由脱嵌的空穴，LiFePO 可以作为锂离子电池正极材料的理论依据也在于此。

LiFePO 的晶体结构容量相对较高（170mAh/ 充电状态下有良好的热稳定性、较小的吸湿性和优良的充放电循环性能。

LiFePO。

而成为新型的锂离子电池正极活性材料有效提升了其实用化进程。

（三）橄榄石结构橄榄石型结构LiFePO 是一种稍微扭曲的六方最密堆集结构，属均占据八面体位，原料来源鱼环境友好型正极材料。

FeO 八面体通过通过公共边相接成链。

一、叠片式聚合物锂离子电池设计规范1.设计容量为保证电池设计的可靠性和使用寿命，根据客户需要的最小容量来确定设计容量。

设计容量（mAh）= 要求的最小容量×设计系数（1）设计系数一般取1.03~1.10。

2.极片尺寸设计根据所要设计电池的尺寸，确定单个极片的长度、宽度。

极片长度Lp：Lp = 电池长度－A－B （2）极片宽度Wp：Wp = 电池宽度－C （3）包尾极片的长度Lp′：Lp′= 2Lp+ T'-1.0 （4）包尾极片的宽度Wp′：Wp′= Wp-0.5 （5）其中：A —系数，取值由电池的厚度T决定，当（1）T≤3mm时，对于常规电芯A一般取值4.5mm，大电芯一般取值4.8mm；（2）3mm＜T≤4mm时，对于常规电芯A一般取值4.8mm，大电芯一般取值5.0mm；（3）4mm＜T≤5mm时，对于常规电芯A一般取值5.0mm，大电芯一般取值5.2~6.0mm；（4）5mm＜T≤6mm时，对于常规电芯A一般取值5.2mm, 大电芯一般取值5.4~6.0mm。

B —间隙系数，一般取值范围为3.6~4.0mm；C —取值范围一般为2.5~2.6mm（适用于双折边）；T'—电芯的理论叠片厚度，T'的确定见6.1节.图1.双面极片、单面正极包尾极片示意图3. 极片数、面密度的确定：确定极片的数量N，并根据电池的设计容量来确定电极的面密度，电池的设计容量一般由正极容量决定，负极容量过剩。

在进行理论计算时，一般正极活性物质的质量比容量取140mAh/g，负极活性物质的质量比容量取300mAh/g。

N =（T-0.2）/0.35±1 （6）注：计算时N取整，并根据面密度的值来调整N。

S极片= Lp×Wp （7）C设= C正比×S极片×N×ρ正×η正（8）C负= C设×υ（9）= C负比×S极片×N×ρ负×η负（10）其中：S极片—单个极片的面积；C正比—正极活性物质的质量比容量，一般取值140mAh/g；η正—正极活性物质的百分含量；ρ正—正极极片的双面面密度（g/m2）；C负—负极的设计容量；υ—负极容量过剩系数，一般常规电池取值1.00~1.06；DVD电池以及容量大于2000mAh的取值1.05~1.12；C负比—负极活性物质的质量比容量，一般取值300mAh/g；η负—负极活性物质的百分含量；ρ负—负极极片的双面面密度（g/m2）；4. 极片厚度的确定：为保证极片中活性物质的性能发挥，涂布后的极片要进行适当轧片，一般根据材料的压实密度来确定不同面密度的极片的轧片厚度。

锂离子电池自动充放电系统的设计开题报告————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：本科毕业设计开题报告题目：锂离子电池自动充放电系统的设计专题：院（系）：电气与信息工程学院班级：电气09-12班姓名：徐圣男学号： 24号指导教师：朱显辉教师职称：讲师黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告题目锂离子电池自动充放电系统的设计来源工程应用1、研究目的和意义随着微电子技术的快速发展，使得各种各样的电子产品不断的涌现，并朝着便携和小型轻量化的趋势发展。

为了能够更加有效地使用这些电子产品，可充电电池得到快速的发展。

常见的可充电电池包括镍氢电池、镍镉电池、锂电池和聚合物电池等。

其中，锂电池以其高的能量密度、稳定的放电特性、无记忆效应和使用寿命长等优点得到广泛的应用。

目前绝大多数的手机、数码相机等均使用锂电池。

电池的使用寿命和单次循环使用时间与充电器维护过程和使用情况密切相关。

一部好的充电器不但能在短时间内将电量充足，而且还可以对电池起到一定的维护作用，修复由于使用不当而造成的记忆效应，即电池活性衰退现象。

但锂电池的不足之处在于对充电器的要求比较苛刻，对保护电路的要求较高。

其要求的充电方式是恒流恒压方式，为有效利用电池容量，需将锂离子电池充电至最大电压，但是过压充电会造成电池损坏，这就要求较高的控制精度(精度高于1%)。

另外，对于电压过低的电池需要进行预充充电终止检测除电压检测外。

还需采用其他的辅助方法作为防止过充的后备措施，如检测电池温度、限定充电时间，为电池提供附加保护等。

为此，研发性能稳定、安全可靠、高效经济的锂电池智能充电器显得尤为重要。

本课题采用单片机为控制电路来制作一个能用LCD显示充电电压和电流，能够定时开关和充完自动停充的4.2V的锂电池智能充电器。

采用单片机和充电集成电路进行充电器的设计，不但能够实现对锂电池进行充电，而且还能够实现相应的过压和温度保护，从而可以充分发挥锂电池的性能，并避免了充电器在充电时可能对电池造成损害的情况发生，具有一定的智能功能。

锂离子电池发展综述(1)(总5页)纵观电池发展史，目前新能源汽车的电池有：铅酸电池，是纯电动汽车最早使用的电池，其最大的优势是成本低。

但其劣势也很突出，体积大、容量小使用寿命低等问题都使其不适于大规模用于新能源汽车。

镍氢电池，其能量密度、充放电次数相比铅酸电池有不小的提升，并且安全性较高，制造工艺成熟。

但其充电效率一般，无法使用高压快充。

锂电池，正是现阶段新能源车的主流选择，其优势在于能量密度高、体积小、重量轻、充电效率高。

但低温会影响其续航里程，不过温控元件也在研究发展中。

氢燃料电池，是最理想的清洁能源，并且加氢效率高，达到加氢5分钟行驶超过600公里，但氢燃料电池之所以没有广泛推广，是因为氢气的获取技术落后、成本太高。

石墨烯电池，和氢燃料电池一样能做到零排放，但同样的其获取难度大，成本高。

固态锂电池，采用的是固态电解质，其能力密度远超现在的主流的锂电池，续航里程、充电效率更高，最理想化的充电速度可达到1分钟增加800公里，但这一技术目前离我们还很远，预计要到2030年才能在新能源车领域广泛普及。

缘起：锂电池概念与锂原电池发展1960-19701960-1970年代的石油危机迫使人们去寻找新的替代能源，同时军事、航空、医药等领域也对电源提出新的要求。

当时的电池已不能满足高能量密度电源的需求。

由于在所有金属中，锂比重很小、电极电势极低，它是能量密度很大的金属，锂电池体系理论上能获得最大的能量密度，因此它顺理成章地进入了电池设计者的视野。

但是，锂金属在室温下与水反应，因此，如果要让锂金属应用在电池体系中，非水电解质的引入非常关键。

1.1 Li/CuCl2体系：首次尝试1958年，Harris 提出采用有机电解质作为金属原电池的电解质。

1962年，在波士顿召开的电化学学会秋季会议上，来自美国军方Lockheed Missile和 Space Co.的Chilton Jr. 和 Cook提出“锂非水电解质体系”的设想。

编号：（）字号本科生毕业设计（论文）题目：二氧化锰的回收与锰酸锂的制备姓名：陈金学学号：********班级：材料科学与工程学院科学08-1班二〇一二年六月中国矿业大学毕业设计任务书学院材料科学与工程专业年级材料科学2008学生姓名陈金学任务下达日期：2012年2月21日毕业设计日期：2012年2月21日至2012年6月10日毕业设计题目：二氧化锰的回收与锰酸锂的制备毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1、查阅有关文献，撰写一般部分。

2、阅读外文文献，并翻译成中文。

3、提纯工业废料来制取正极材料，制备纽扣电池。

4、高温固相煅烧法合成锰酸锂正极材料，制备纽扣电池。

5、对电池进行电化学性能测试比较。

院长签字：指导教师签字：指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：2012年6月13日评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及创新点；⑥写作的规范程度；⑦总体评价及建议成绩；⑧存在问题；⑨是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：2012年6月14 日中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩摘要本文以工厂的废料为原料，采用不同的方法分离出废料中的杂质，评估提纯效果，最终得到有价值的锰氧化物。

再用提纯的锰氧化物和氢氧化锂在以不同比例、不同温度下煅烧反应,生成尖晶石型锰酸锂Li4Mn5O12和LiMn2O4的锂离子电池正极材料，做成纽扣电池。

在同样条件下，取乙酸锰与氢氧化锂合成的锰酸锂正极材料做得的纽扣电池，进行充放电性能比较。

测试表明，废料中的主要杂质为硫、钾和氟。

且所含主要物质为Mn(OH)2和KMn8O16。

经过水洗处理后可完全去除钴、铬、铜、钠、钙、砷、氟等元素；硫也能有效的降低；但是经过酸洗煅烧后发现，该步骤去除效果不明显。

锂离子电池设计总结（一）液锂电池设计（1）根据壳子推算卷芯1、核算容量：（设计最低容量= average * ）2、极片宽度：隔膜宽度= 壳子高- - 2 - -图纸高壳子底厚盖板厚绝缘垫厚余量负极片宽度= 隔膜纸宽度- 2mm正极片宽度= 负极片宽度- （1~2mm）注：核算后正负极片宽度要去查找分切刀，最好有对应分切刀；箔材的选择也要依分切刀而定。

比如：40mm的分切刀，可以一次分裁8片，则箔材尺寸应该为40*8+(10~15余量)=330~335mm，若没有合适的也可以选择40*7+（10~15mm）的箔材。

3、卷芯宽度：卷芯设计宽度= 壳子宽度- -（～）图纸宽度两层壳壁厚余量4、卷芯厚度：（1）卷芯设计厚度= 壳子厚度- -图纸厚度两层壳壁厚余量（2）卷芯设计厚度= （规格厚度––）/规格书厚度max 余量两层壳壁厚膨胀系数5、卷尺宽度：卷尺= 卷芯宽–卷芯厚–卷尺厚（）–（～）余量6、最后根据（2、3、4）进行调整、确认。

7、估算卷芯/电芯最终尺寸卷芯厚度= 正极片厚+ 负极片厚+ （隔膜厚*2）卷芯宽度= 卷尺宽+ 卷尺厚+ 卷芯厚+（1～）余量最终电芯厚度= 卷芯厚度* + 壳子厚度+（～）层数单层厚度卷芯厚卷芯厚* +（～）≤规格要求（二）电池设计注意事项：1、极耳距极片底部≤极片宽度*1/42、极耳外露≥12mm~15mm 负极耳外露：6~10mm3、小隔膜= 加垫隔膜处光泊区尺寸+（2~3mm）4、壳子底部铝镍复合带尺寸：4mm * 13mm * （当壳子底部宽w ≥7mm时）3mm * 13mm * （当壳子底部宽w ＜7mm时）5、极片称重按涂布时箔材和敷料计算极片称重（正负极片相同）敷料量：M1 铝箔重：M2重片：M1 + M2 + ~ M1 * + M2轻片：M1 * + M2 ~ M1 + M26、胶纸贴法：负极耳上高温胶纸应超出负极片4 ~ 6 mm正极耳上透明胶纸应超出负极片2 ~ 4 mm7、面密度精确度：Eg：m±n 其中：n为m 的4% 。

当代化工研究Modem Chemical Research132教学研究2021・04物理化学中电化学部分的教学思政设计-----以锂离子电池为例*颜美徐平果崇申*（哈尔滨工业大学化工与化学学院黑龙江150001）摘耍：高等教育要坚持以立德树人为基本准则，把德育融入课堂教学，因此加强课程思政教育应作为课程目标的首要任务.物理化学作为大学化学中一门极其重要的基础课，深度挖掘该课程的思想政治教育元素，把基础教育与人文素养相结合，培养全方位的高素质人才°本文以荣获2019年诺贝尔化学奖的锂离子■电池为例，从电池结构、工作原理到电池性能等多个方面引申出电化学的一些基本原理和共同规律，从而将晦涩的书本知识明朗化，培养学生理论联系实际，并应用于解决实际问题的综合能力.同时给学生引出诺贝尔奖获得者背后的故事，树立人生的榜样；了解国内锂离子电池行业的迅猛发展，弘扬民族自强不息的奋斗精神，树立民族自信心，激起爱国之情；认识到锂离子电池行业存在的挑战，确走未来的奋斗目标，指明前进的方向，化爱国之情为报国之行！关键词：物理化学；课程思政；电化学；锂离子电池；诺贝尔奖中EB分类号：G64；06文献标识码：ADesigh of Ideological and Political Education in Electrochemistry of PhysicalChemistry------Taking Lithium Ion Battery as An ExampleYan Mei,Xu Ping,Guo Chongshen*(School of Chemistry and Chemical Engineering,Harbin Institute of Technology,Heilongjiang,150001) Abstract:Higher education should adhere to the basic principle of m oral education and integrate moral education into classroom teaching. Therefore,strengthening ideological and p olitical education should be regarded as the p rimary task ofcurriculum goal.Physical chemistry is one of t he most important basic courses in university chemistry.The ideological and p olitical education elements of t his course are deeply explored,and the basic education and humanistic quality are combined to cultivate all-round high-quality talents.In this paper,taking the2019Nobel Prize in chemistry of lithium ion battery as an example,some basic p rinciples and common laws of e lectrochemistry are introducedfrom battery structure,working p rinciple to performances,etc.,thus materialize obscure book knowledge and cultivate students'comprehensive ability of c ombining theory with practice and applying it to solve p ractical p roblems.Meanwhile,the story about the Nobel Prize winner is told to the student and setting a model f or them in life. The rapid development of l ithium ion battery in our country spreads theflghting spirit of o ur nation,sets up national confidence and arouses p atriotic enthusiasm.The challenges in the lithium ion battery have given them a clear goal and direction f or the f ixture,and turned p atriotism into a trip to serve the country!Key words：physical chemistry^ideological and p olitical education^electrochemistry^lithium ion battery^the Nobel p rize全国高校思想政治工作会议强调，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面切。

电池设计流程1、根据客户对安全性及容量的要求，选择相应的体系；客户对安全性要求较高时，可选择铁锂或锰酸锂体系，对容量要求较高时，可选择钴酸锂及三元体系。

2、根据电池的厚度选择制作单芯或多芯电池，并选择内部或外部连接；较厚的电池在制作中不方便，应选择多芯以减短极片的长度，电池太厚内部连接后不容易L型封口，因此要选择外部连接；3、查看是否有此型号电池，如没有，打印一份与此型号电池相似的工艺（查找电池的宽度及厚度相似的型号，并查看此型号电池的卷芯宽度是否合适）：1）如果打印工艺与需设计电池的厚度及宽度相同，可以通过调整面密度计算容量是否能够满足，如能满足，可以直接试卷绕；2）如果卷芯宽度窄于电池宽度0.8～2mm（小型号电池可以是0.8～1mm，大型号电池必须在1mm 以上），此型号电池的厚度与需设计电池的厚度相近，则可以不必修改卷针的尺寸；3）如果卷芯宽度与电池宽度相差不足0.8mm（小型号电池），或者卷芯的宽度比电池宽度小1mm（大型号电池），电池的厚度与打印的工艺厚度相差较大时，则要更改卷针的尺寸。

4、根据客户要求查找合适的模具：1）看是否有此型号模具，如果没有，是否可以选择其它的型号代替（选择模具宽度与卷芯高度相同的模具，封侧边；如没有，可选择宽度与卷芯宽度相同的模具，封底边）；2）模具的宽度比电池的宽度窄0.5～1mm左右，模具的高度根据电池的大小有所不同，比电池的高度小4～7mm；5、根据模具的尺寸修改隔膜及极片宽度：1）单芯电池隔膜宽度比模具窝的高度小1mm左右，多芯电池隔膜宽度比模具窝小2～3mm；2）负极宽度比隔膜宽度小2mm；3）为了方便卷绕，正极的宽度根据电池的大小，一般比负极窄2～4mm；6、修改极片的长度：1）电池在充放电时厚度会增加，卷绕圈数越多的电池，厚度增加也会越大，因此电池的厚度比卷芯的厚度厚0.6～1.5 mm；2）先计算出半圈的厚度，为正极的压片厚度加负极的压片厚度加两层隔膜的厚度；3）查看卷芯厚度与宽度，如厚度比需设计电池的厚度厚时，则要减短极片。

单层与三层复合锂离子电池隔膜开发制造方案实施背景：随着电动汽车市场的不断扩大，锂离子电池的需求量也在持续增长。

隔膜作为锂离子电池的关键组件之一，对于电池的性能和安全性具有至关重要的作用。

当前，单层锂离子电池隔膜已经无法满足市场对更高能量密度和更长续航里程的需求。

因此，开发具有更高性能的三层复合锂离子电池隔膜成为行业的重要发展方向。

工作原理：单层锂离子电池隔膜主要由一层聚烯烃微孔膜组成，其作用是隔离正负极，防止短路，同时允许锂离子的传输。

而三层复合锂离子电池隔膜则由三层不同材料的薄膜复合而成，每层薄膜都有其独特的结构和功能。

具体来说，第一层是聚丙烯超薄透气层，主要作用是控制气体的排放；第二层是聚烯烃微孔膜，主要作用是隔离正负极，防止短路，同时允许锂离子的传输；第三层是聚酰胺超薄透气层，主要作用是进一步提高电池的能量密度和安全性。

实施计划步骤：1.市场调研与需求分析：对当前市场需求进行深入调研和分析，明确产品定位和目标客户群体。

2.材料选择与配方优化：根据需求分析结果，选择合适的材料和配方，并进行优化以提高产品的性能和稳定性。

3.工艺流程设计：设计合理的工艺流程，包括薄膜的制备、复合、切割、包装等环节。

4.样品制作与测试：按照设计好的工艺流程制作样品，并进行各项性能测试，如透气性、孔隙率、机械强度、电化学性能等。

5.小批量试产：根据测试结果对产品进行调整和优化，然后进行小批量试产，以验证生产线的稳定性和产品的可复制性。

6.大规模量产：经过小批量试产验证成功后，开始大规模量产。

同时加强质量监控，确保产品的稳定性和一致性。

7.市场推广与销售：通过各种渠道进行市场推广和销售，如参加行业展会、举办产品发布会、与下游客户合作推广等。

适用范围：本方案适用于电动汽车、储能系统、电子产品等领域中锂离子电池的生产和制造。

通过使用单层与三层复合锂离子电池隔膜的制造技术，可提高锂离子电池的能量密度和安全性，延长电池的寿命，满足各种应用场景的需求。

锂离子电池的正负极极耳间距全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：我们需要了解一下锂离子电池的基本结构和工作原理。

锂离子电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。

正极通常采用含锂的氧化物，如钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）等；负极则采用碳材料，如石墨等。

电解质是电池中介质，能够传导锂离子，隔膜则起到隔离正负极的作用。

当电池放电时，锂离子从正极向负极迁移，电池放电；当电池充电时，锂离子从负极向正极迁移，电池充电。

正负极极耳是电池连接外部电路的重要部分，也是电流通过的主要路径。

正负极极耳的间距大小直接影响着电池的内阻和电池的输出性能。

如果正负极极耳之间的距离过大，会增加电流通过的阻力，导致电池的内阻增加，电池的放电性能下降；如果正负极极耳之间的距离过小，可能会导致短路，造成电池短路、发热甚至爆炸等严重后果。

正负极极耳间距的设计要求合理，既要保证电流通路的畅通，又要避免短路和安全隐患。

为了优化正负极极耳间距，可以采取以下几种方法。

通过合理设计电极结构和接线方式，使正负极极耳的长度和间距尽量均匀，减小内阻。

采用优质的导电材料，如铜箔、银浆等，提高电池的导电性能，减小电池的内阻。

还可以采取一些特殊的设计措施，如增加连接件的接触面积、减小连接件的接触电阻等，进一步提高电池的输出性能和安全性。

正负极极耳间距是锂离子电池设计中一个至关重要的参数，直接关系到电池的内阻、输出性能和安全性。

合理设计和优化正负极极耳间距，是提高电池性能的重要途径。

希望本文对读者对锂离子电池的了解有所帮助，也希朝纳新的技术和方法能够不断推动锂离子电池技术的发展和应用。

【注：本文2000字】【参考资料】1.毛利绍志, 王树姗, 赵志华. 锂离子电池极耳联锁片连接结构设计及应用[J]. 储能科学与技术, 2018, 7(4): 842-849.2.申静, 宋伟, 武玉欣. 锂离子电池电极间连接材料的技术进展[J]. 电池, 2020(6): 38-42.3.邵明, 程扬, 薛振卫. 锂离子电池电极极耳设计与分析[J]. 电源技术, 2019, 43(3): 307-311.第二篇示例：锂离子电池是现代电子产品中常用的一种电池类型，其具有高能量密度、轻质量、长循环寿命等优点，因此被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等众多领域。

《锂离子电池》实验案例教学设计与实施本节课介绍了一个实验案例的教学设计和实践情况，锂离子电池原理的深度学习。

实验案例包含理论和实践两个方面。

一是以讲座的形式向学生介绍绿色化学及本研究课题设计的研究对象的工作原理、性能参数及测试方法等。

二是设计研究对象的实验课程，营造真实的研究实践环境：例如通过组装锂离子电池和超级电容器，利用循环伏安法和恒流充放电法测量其电化学性能和点亮二极管以判断其电压大小等一系列的实验操作，锻炼学生的实践分析能力，开扩学科视野，培养学生化学实验素养和批判性思维的，增强学生的环保理念，使其切身感受绿色能源和绿色化学的魅力。

所有的实验案例均先在绿色化学社团实施，实施后根据学生反馈改进后在班级实施。

由于时间等因素，性能测试由学习小组学生操作完成，将测试好的数据提供班级上课学生。

教学安排学生每两人一组完成该实验项目的学习。

安排学时2学时，第1学时进行理论讲解，第2学时实践操作。

教师准备教学内容及实验药品器材等。

教学策略本实验案例由创设情境、概念学习和探究原理、知识迁移、实践操作、学以致用五个环节构成(如下图）。

教学过程（1）环节一、创设情境师：以最新的新能源汽车为问题对象，引出新型电池主题。

生：找出乘坐的公交车中哪些是新能源公交车。

师：引导学生说出电池的种类，并进行分类。

生：电池的种类有哪些，试着分类，分类详见下图。

师：引导回顾原电池相关知识点。

生：回顾归纳原电池的构成条件和工作原理（电极反应式），粒子移动方向等。

设计意图：新能源汽车的电池涉及的“电化学知识”是人教版高中化学必修2和选修4的核心内容。

以身边的新能源汽车为引入点，可以消除学生与电化学知识的隔阂；通过电池的举例分类，锻炼学生信息整合能力，对电池有一个清晰的认识；从汽车到它的工作原理体现了宏观辨识，微观探析的思想。

（2）环节二、锂离子电池工作原理及特点师：向学生介绍锂电池的发展史，并引导学生写出锂一次电池工作原理。

生：回顾锂一次电池工作原理。

一．电池常规知识目录1.什么是电池？2.一次电池和二次电池有什么区别？3、充电电池是怎样实现它的能量转换？4、什么是Li—ion电池？5、Li-ion电池的工作原理?6、Li—ion电池的主要结构。

7、 Li—ion电池的优缺点。

8、 Li-ion电池安全特性是如何实现的？9、什么是充电限制电压？额定容量?额定电压？终止电压？10、Li-ion铝壳和钢壳电池比较它的区别有哪些?11、目前常见的各种可充电电池之间有什么区别？1、什么是电池?电池是一种能源.当它正负极连接在用电器上时，因为正负极之间存在电势之差，电流从正极流向负极,储存在电池中的化学能直接转化成电能释放出来，一只电池必然由两种不同电化学活性的物质组成正负两极，正负极活性物质之间的电动势差形成电池的电压，根据其电化学系统的不同,各种类型的电池电压各有不同。

2、一次电池和充电电池有什么区别？⏹电池内部的电化学设计决定了该类型的电池是否可充。

根据它们的电化学成分和电极的结构可知,可充电电池的内部结构之间所发生的反应是可逆的.⏹理论上,这种可逆性是不会受循环次数的影响，既然充放电会在电极的体积和结构上引起可逆的变化，那么可充电电池的内部设计就支持这种变化.而一次电池在给定的电池环境中两个电极之间的电化学反应是不可逆的，因此，不可以将一次电池拿来充电,这种做法很危险也很不经济.如果需要反复使用，应选择真正的循环次数在1000次左右的充电电池，这种电池又称为二次电池。

⏹另一明显的区别就是它们具有较高的比能量和负载能力，以及自放电率.一次电池能量密度远比一次电池高。

然而他们的负载能力相对要小。

⏹二次电池具有相对较高的负载能力，可充电电池Li—ion,随着近几年的发展，具有高能量容量.⏹不管何种一次电池的电化学系统属于哪种，所有的一次电池的自放电率都很小.3、充电电池是怎样实现它的能量转换？⏹每种电池都具有电化学转换的能力,即将储存的化学能直接转换成电能.就二次电池而言(另一术语也称可充电便携式电池）,在放电过程中，是将化学能转换成电能;而在充电过程中，又将电能重新转换成化学能.这样的过程根据电化学系统不同，一般可充放电500次以上。

锂离⼦电池制作、表征和性能测试综合实验指导书锂离⼦电池制作、表征和性能测试综合实验⼀、实验⽬的1、掌握锂离⼦电池正负极电极⽚的制备技术。

2、了解纽扣式锂离⼦电池的装配技术。

3、了解并掌握纽扣式锂离⼦电池的测试表征技术（充放电测试、CV测试及交流阻抗测试等）并会处理分析测试数据。

4、了解锂离⼦电池正极和负极材料种类，掌握区别锂离⼦电池材料的⽅法（例如SEM、XRD、电池充放电特性等）。

5、掌握成品电池的测试⽅法，会分析成品电池的测试数据。

⼆、实验原理锂离⼦电池主要由正极、负极、电解液和隔膜等⼏个部分组成。

⽬前商⽤的锂离⼦电池正极材料主要是磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂和三元材料；负极是碳材料组成，如MCMB，天然⽯墨等；隔膜采⽤具有微细孔的有机⾼分⼦隔膜，如美国Celgard隔膜；电解液由有机溶剂和导电盐组成，有机溶剂采⽤碳酸⼄烯酯、碳酸⼆甲酯等，导电盐采⽤LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiBF4等。

负极的集流体为铜箔，正极的集流体铝箔。

通常使⽤的粘结剂为聚偏氟⼄烯（PVDF）等。

使⽤粘结剂把⽯墨、钛酸锂等负极材料粘附在铜箔上做成薄膜作为负极。

由于正极材料导电性不好，故必须加⼊导电炭⿊材料。

按照⼀定的配⽐，把活性料、炭⿊和PVDF混合均匀，加⼊适量溶剂制成具有⼀定流动性的胶状混合物，在铝箔上均匀涂布，经真空⼲燥后即可作为正极。

正负极都必须采⽤可以使Li+嵌⼊/脱出的活性物质，其结构⽰意图如图1所⽰：图1 ⼆次锂离⼦电池结构⽰意图由于扣式锂离⼦电池(CLIB) 质量轻、体积⼩，更能满⾜现代社会⽤电设备的⼩型化和轻量化的要求，⽬前CLIB 已商品化，主要⽤作⼩型电⼦产品电源，如：电脑主板、MP3 ⼿表、计算器、礼品、钟表、玩具、蓝⽛⽿机、PDA、电⼦匙、IC 卡、⼿摇充电⼿电筒等产品中，寿命可达5~10 年。

另外, CLIB 较圆柱形和⽅形锂离⼦电池成本低，封⼝容易，设备要求简单，因此，近年来很多电池公司、⼤专院校和科研院所的研发部门对开发CLIB 越来越重视。

锂电池极⽚设计基础、常见缺陷和对电池性能的影响⼀、极⽚设计基础篇锂电池电极是⼀种颗粒组成的涂层，均匀的涂敷在⾦属集流体上。

锂离⼦电池极⽚涂层可看成⼀种复合材料，主要由三部分组成：(1)活性物质颗粒；(2)导电剂和黏结剂相互混合的组成相(碳胶相)；(3)孔隙，填满电解液。

各相的体积关系表⽰为：孔隙率 + 活物质体积分数 + 碳胶相体积分数=1锂电池极⽚的设计是⾮常重要的，现针对锂电池极⽚设计基础知识进⾏简单介绍。

(1)电极材料的理论容量电极材料理论容量，即假定材料中锂离⼦全部参与电化学反应所能够提供的容量，其值通过下式计算：例如，LiFePO4摩尔质量157.756 g/mol，其理论容量为：这计算值只是理论的克容量，为保证材料结构可逆，实际锂离⼦脱嵌系数⼩于1，实际的材料的克容量为：材料实际克容量=锂离⼦脱嵌系数 × 理论容量(2)电池设计容量与极⽚⾯密度电池设计容量可以通过下式计算： 极⽚涂层⾯积 电池设计容量=涂层⾯密度×活物质⽐例×活物质克容量×极⽚涂层⾯积其中，涂层的⾯密度是⼀个关键的设计参数，压实密度不变时，涂层⾯密度增加意味着极⽚厚度增加，电⼦传输距离增⼤，电⼦电阻增加，但是增加程度有限。

厚极⽚中，锂离⼦在电解液中的迁移阻抗增加是影响倍率特性的主要原因，考虑到孔隙率和孔隙的曲折连同，离⼦在孔隙内的迁移距离⽐极⽚厚度多出很多倍。

(3)负极-正极容量⽐N/P负极容量与正极容量的⽐值定义为：N/P要⼤于1.0，⼀般1.04~1.20，这主要是处于安全设计，防⽌负极侧锂离⼦⽆接受源⽽析出，设计时要考虑⼯序能⼒，如涂布偏差。

但是，N/P过⼤时，电池不可逆容量损失，导致电池容量偏低，电池能量密度也会降低。

⽽对于钛酸锂负极，采⽤正极过量设计，电池容量由钛酸锂负极的容量确定。

正极过量设计有利于提升电池的⾼温性能：⾼温⽓体主要来源于负极，在正极过量设计时，负极电位较低，更易于在钛酸锂表⾯形成SEI膜。

第8期2019年4月No.8April，2019动力电池是全地形纯电动赛车唯一的动力源，工作性能的好坏直接影响整车的使用性能。

目前，全地形纯电动赛车使用最多的是锂离子动力电池，锂离子电池的性能受温度的影响很大。

当温度过高时，电池组的极化加剧、不可逆物质生成加快等，这些副反应会减少电池的使用寿命；电池组温度过低时，会导致电池组内阻增加、充放电容量减少等，影响电池的使用寿命和车辆的续航里程[1]。

因此，通过研究锂离子动力电池的生热机理，优化动力电池包的结构，并设计高效的热管理系统是非常必要。

1 锂离子电池生热机理锂电池在进行充放电时，电子和锂离子动作过程中产生的热量称为反应热，在可逆反应中，电池在充电和放电条件下，上述反应热是相等的，符号是相反[2-3]，记为Q r 。

根据熵增原理，在实际进行充放电时，上述情况是不可能发生的，所以还会有极化反应产生的极化反应热Q p ，过充过放引起的副反应，电解质分解及自放电生成的热量，记为Q s 。

电池内阻在充放电过程中产生的焦耳热Q j 。

在实际的充放电过程中将其生成的热量记为Q t ，则可有如下关系式：Q t =Q r +Q p +Q s +Q j （1）在实际充放电过程，由于电池管理系统作用，会防止电池出现过充、过放的现象，Q s 中的自放电因素热量生成量微乎其微，故Q s 可以忽略不计，另外可以利用等效极化内阻产生的热量代替极化热[4]，所以，电池充放电反应的生热量可以做进一步简化：Q t =Q r +I 2R（2） 式（2）中：R =Rz + Rp ，Rz 是电池本身的欧姆内阻。

电池内阻R 在充放电过程是不断变化的，这是因为电池的温度、电极活性物质及电解液的质量浓度都在不断地变化，放电深度的大小决定了在放电过程中电流密度的大小，电流密度的大小很大程度上决定了极化内阻的大小，所以可以利用放电深度来表达电池内阻[4]。

通过以上研究发现，锂离子电池只有工作在适合的温度范围才能使充放电性能、使用寿命、安全性能等最佳。