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锂硫电池ppt精选课件

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锂硫电池

锂硫电池
Lithium-sulfur Batteries 锂硫电池
Team members：
李露 郑云天 吴芮冰 赵晨 陈政翰
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Performance and principle
电池性能及原理（李 郑） 电池优缺点（吴）
Advantages and disadvantages Application and the market
Low potential
Disadvantages
Cyclical bad Active material loss
2015-5-6
Provide larger reaction area Prevensure enough of the active material in the electrode material
Production rules of threedimensional network structure, which is beneficial to form effective and conductive network and increase the porosity, stop the spread of the sulfur and improve the using rate of materials
2015-5-6
Application and the market 电池应用与市场
Applications
2015-5-6
Applications
• The lithium–sulphur battery (Li–S battery) is a rechargeable battery, notable for its high energy density. The low atomic weight of lithium and moderate weight of sulfur means that Li–S batteries are relatively light (about the density of water). They were demonstrated on the longest and highestaltitude solar-powered airplane flight in August 2008.

锂电池基础知识培训课件(PPT 36张)

锂电池基础知识培训课件(PPT 36张)

注液
激光焊
卷绕
检测包装
配料工艺流程
正极 负极 负极干粉处理 正极干粉处理 负极筛粉 正极混干粉 负极搅拌
正极真空搅拌
负极筛浆料
正极筛浆料
正极拉浆
负极真空搅拌 负极拉浆
拉浆工艺流程
正、负极浆料 送带
上浆
烘烤
收带
正、负极裁片
裁片工艺流程
正极 负极 负极裁大片 正极裁大片 负极划线刮粉 正极划线刮粉 负极吸尘 正极片辊切 负极筛片辊切 正极称重分档 负极称重分档 正极制片 负极制片
制片工艺流程
正极真空烤烘 正极吸尘 正极片辊压 正极焊极耳 正极贴胶纸 正极吸尘 负极真空烤烘
负极片辊压
负极焊极耳 负极帖胶纸
负极冲压极耳
负极吸尘 卷绕
卷绕
卷绕工艺流程
正负极片 配片 隔膜 隔膜裁剪 套绝缘片并固定 入壳 负正极极耳点焊 卷绕 离芯入壳 测短路 压盖帽 底部超声焊 铝镍复合带
压芯 压底部胶纸
测短路 激光焊
激光焊工艺流程
上夹具
激光焊接
全检内阻
全检气密性
称重分级 注液
注液工艺流程
真空烘烤
注液 贴胶纸 称重 擦洗 套胶圈 化成
化成工艺流程
高温烘烤 压钢珠 清洗 高温储存 自检电压 铝镍复合片点焊 分成
测电压、贴不干胶，半成品入库
化成
检测包装工艺流 程
充电 全检电压
放电
全检内阻
反充电
全检尺寸 装盒、包装 客户


要消除这种效应有两种方法，一是采用小电流深度放电 （如用0.1C放至0V）一是采用大电流充放电（如1C）几次 镍氢电池和锂离子电池均无记忆效应

锂硫电池

锂硫电池
锂硫电池
锂电池的一种
目录
01 充放电原理
03 解决方法
02 存在的问题 04 新进展
锂硫电池是锂电池的一种，截止2013年尚处于科研阶段。锂硫电池是以硫元素作为电池正极,金属锂作为负 极的一种锂电池。单质硫在地球中储量丰富，具有价格低廉、环境友好等特点。利用硫作为正极材料的锂硫电池， 其材料理论比容量和电池理论比能量较高，分别达到 1675m Ah/g和 2600Wh/kg，远远高于商业上广泛应用的钴 酸锂电池的容量（<150mAh/g）。
新进展
近几十年来，为了提高活性物质硫的利用率，限制多硫化锂的溶解以及电池循环性能差的问题，研究者在电 解质及复合正极材料改性等方面进行了大量探索研究。对于电解质的改性，主要是采用固体电解质、凝胶电解质 或在电解液中添加LiNO3离子液体等措施，以限制电极反应过程中产生的多硫化锂溶解和减小“飞梭效应”，提 高了活性物质硫的利用率，从而达到改善锂硫电池的循环性能的目的。对于硫基复合正极材料的改性，主要是将 具有良好导电性能及特定结构的基质材料与单质硫复合制备高性能的硫基复合正极材料。其中，引入的基质材料 应具有以下功能：
(1)良好的导电性；
(2)活性物质硫可以在基质材料上均匀分散，以确保活性物质的高利用率；
(3)要对硫及多硫化物的溶解具有抑制作用。研究发现，通过将活性物质硫与活性炭、介孔碳、纳米碳纤维 （CNF）、多壁碳纳米管（MWCNTs）、石墨烯、聚丙烯腈（PAN）、聚苯胺（PAn）、聚吡咯（PPy）、聚噻吩 （PTh）等具有特定结构的基质材料制备硫基复合正极材料，可以显著改善锂硫电池的循环性能和倍率性能。
2014年8月22日，中科院大连化物所陈剑研究员带领先进二次电池研究团队，在高比能量锂二次电池方面取 得重要进展，研制成功了额定容量15Ah的锂硫电池，并形成了小批量制备能力。

锂硫电池研究进展(课堂PPT)课件

锂硫电池研究进展(课堂PPT)课件
3
课题背景及意义
锂硫电池：成本低、环境友好、材料来源充足、 理论比容量(1675 mAh g- 1 )和比能量(2500 Wh kg- 1)大
4
课题背景及意义
Li/S电池主要结构
5
存在问题： 1 、S的绝缘性。 2、多硫化物溶解造成活 性物质流失和Li负极的活 性降低，从而导致循环寿 命降低。 3 、S在放电过程中体积发 生膨胀，使结构稳定性发 生破坏。
11
国内外研究现状
4 采用全固态结构电池
国内外研究现状
5 采用电化学控制的测试手段
国内外研究现状
6 改进电池其他结构
国内外研究现状
通过对这些文献的分析发现一个普遍的问题，就是 大多研究只追求了高的放电比容量和长的循环寿命， 而忽视了电池材料硫含量和极片硫载量 (“双低”问题 )。
15
Thank You !
主要内容
1
课题背景及意义
2
国内外研究现状
3
目的内容及方
案
4 方案依据及已经取得的进展
1
课题背景及意义
在强大的社会发展需求推动下,锂二次电池技术不断向高能量
密度、高功率密度、和长循环寿命等几个方向发展
输出电压高
能量密度高
使用寿命长
锂离子 电池
自放电率低
环境友好
易携带
2ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
课题背景及意义
目前己商品化的锂离子电池的能量密度已达150-200 Wh/kg。但受到LiCoO2,LiMn204和LiFeP04等传统正 极材料和碳负极材料自身理论容量的限制,很难进一 步提升其能量密度。
9
国内外研究现状
v3纳米线导电网络
也有以带孔的碳纳米线为载体合成的正 极活性材料。具体方法是将溴化十六烷 基三甲铵加入HCl之后，再加入 (NH4)2S2O8 ，搅拌，降温到0-5度。形 成吡咯单体纳米线 10 干燥后600度热处

锂硫电池PPT课件

锂硫电池PPT课件
锂硫电池的研究现状分析
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1
锂离子电池不足
.
2
锂离子电池不足
.
3
锂电池应用
.
4
锂离子电池不足
.
5
动力电池发展现状
化学体系 负极/正极
理论容量 Ah/kg
氧化钴锂 (Sanyo，
LiC6/LiCoO2
Samsung等)
370/~295
镍基材料 LiC6/LiNixCoyAlz （Johnson Control,Salt）
Electrochimica Acta 55 (2010) 4632–4636
正极：S/PPyA：乙炔黑：LA123(粘结剂)=70:20:10 (wt%) 电解液：1M LiCF3SO3/(DOL:DME=1:1 volume) 性能：首次放电容量1285mAh/g，40圈后放电容量为860mAh/g
<300/~120
~170/120
<300/160
电位 vs Li+/Li 100mV/3.9V
100mV/3.6V
100mV/3.8V
1.5V/3.9V
100mV/3.3V
开路电压 3.9V 3.6V 3.8V 2.4V 3.3V
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6
锂硫电池
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7
锂硫电池
2010年7月，Sion Power的锂硫电池则应用于美国无 人驾驶飞机动力源，表现引人注目，无人机白天靠太 阳能电池充电，晚上放电提供动力，创造了连续飞行 14天的纪录
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8
锂硫电池的不足
• 锂支晶：锂的电化学沉积速率(i0=~8*10-4A/cm2)远大于锂离子的扩散传输 速率(D=~ 4×10-6 cm2·s-1),故锂电极受扩散控制，特征表现为产生锂支晶

锂电池培训资料ppt

锂电池培训资料ppt

06
案例分析与实践操作
总结词
通过锂电池生产工艺流程优化，实现产品质量提升和生产成本降低。
详细描述
该企业针对自身锂电池生产工艺流程存在的问题，从设备、工艺和流程等方面进行全面优化，实现了产品质量提升和生产成本降低，取得了良好的经济效益。
案例一：某企业锂电池生产工艺流程优化实践
总结词
通过加强锂电池使用与维护管理，有效延长电池寿命和提升车辆续航里程。
常见故障及解决方案
可能是由于过充、过放或内部短路等原因引起，应立即停止使用。
电池膨胀
可能是由于电池外壳破损或内部密封不良引起，应立即停止使用。
电池漏液
可能是由于充电设备故障或电池损坏引起，应检查充电设备和电池状态。
电池无法充电
可能是由于使用时间过长或使用不当引起，应更换电池或改善使用方式。
电池性能下降
加强内部管理，提高企业核心竞争力
企业应该加强内部管理，提高研发、生产和销售等方面的能力，以应对政策变化带来的挑战和机遇。
企业如何应对政策变化
与政府保持良好沟通，及时反馈问题
企业应该与政府保持良好沟通，及时反馈产业发展中存在的问题和困难，积极争取政策支持。
灵活调整战略，适应市场需求变化
企业应该根据市场需求变化和政策变化，灵活调整战略和经营计划，以适应市场变化和政策变化。
电解液灌装
将配置好的电解液灌入电池中。
电池组装
将正极片、负极片、隔膜等组装在一起，形成锂电池。
电解液灌装与电池组装
电池检测
对组装好的锂电池进行电压、电流、容量等方面的检测。
包装
对检测合格的锂电池进行包装，以保护电池不受损坏，提高其安全性。
电池检测与包装
03

锂硫电池简介及其复合隔膜研究进展ppt幻灯片


无机物修饰 黑磷（Black-Phosphorus）
J. Sun, Y. Sun, M. Pasta, G. Zhou, Y. Li, W. Liu, F. Xiong, Y. Cui, Advanced Materials, 28 (2016) 9797-9803.
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复合材料修饰 PVDF-C
H. Wei, J. Ma, B. Li, Y. Zuo, D. Xia, ACS Applied Materials & Interfaces, 6 (2014) 20276-20281.
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复合材料修饰 PVDF-C
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复合材料修饰
微孔碳/聚乙二醇（MPC/PEG）
S.H. Chung, A. Manthiram, Advanced Materials, 26 (2014) 7352-7357.
碳材料修饰 石墨烯（Graphene）
G. Zhou, S. Pei, L. Li, D.W. Wang, S. Wang, K. Huang, L.C. Yin, F. Li, H.M. Cheng, Advanced Materials, 26 (2014) 625-631.
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聚合物修饰（Nafion-全氟磺酸酯）
◆导电性和多硫化物的阻隔性应是商业化Li-S电池复合膜的关键考虑因素。 ◆采用物理或化学方法阻隔多硫化物的功能材料涂覆旨在拦截、吸收和捕获 这些多硫化物。 ◆导电涂层应有较高的导电性并且具备多孔的孔道结构从而有利于电子、 Li+ 和重新激活被困的活性物质的电解液的传输。 ◆通过不同的制备工艺来提高轻质涂覆层与基膜的粘附力，比如流延法、真 空过滤、旋涂、丝网印刷等技术。 ◆单独的陶瓷或者聚合物涂覆由于涂层本身导电性差而不利于电子的高效转 移，而结合导电碳与功能陶瓷或聚合物作为复合涂层可提高循环稳定性。 ◆未来的Li-S电池涂覆膜应该有合适的孔道结构、轻质、额外的物理和化学 性能，其在提高Li-S电池性能方面可能会占据主导地位。

锂电池原理与应用ppt课件

3.终止电压：电池充放电时，电压上升或下降到某数值， 电池不宜再继续充电或放电的工作电压。一般在充电 时，终止电压为4.2V，放电时为3 .0V或2 .75V。
20
21
(二)、容量 电池容量是电池对用电器输出的电
量。单位为mAh或Ah。容量大小是由正 负极中活性物质的数量多少来决定的。
1.额定容量：在设计和制造电池时，规 定电池在一定放电条件下应该放出的最 低限度的电量。
29
2.实际能量 电池放电时实际输出的能量称为实际能量。
3.比能量
W=V工作I t V工作= V开路－I Ri
单位质量和单位体积的电池所给出的能量，
称质量比能量或体积比能量，也称能量密度。
比能量的单位为wh/kg或wh/L。
瑞宝聚合物锂离子电池重量比能量为170190 wh/kg,已达到国外公司同等产品水平。
40℃2 ℃，相对湿度为90%~95%的恒温恒湿箱中
搁置48h后，将电池取出在环境温度20℃5 ℃的条
件下搁置2h，目测电池外观，应无明显变形、锈蚀、
冒烟或爆炸；再以1C5A电流放电至终止至电压，放
电时间应不低于36min。
37
➢ 贮存性能
1.电池贮存12个月，经完全充电后，0.2C5A放电时间 不小于4h，放电容量约为额定容量的80%，容量的 下降是由于电池的自放电反应所引起的。
30
(五)、20℃放电性能
1. 0.2C5A放电性能 电池按充电制式规定充电后搁置0.5h～1h，在
20℃ 5 ℃的温度下，以0.2C5A电流放电到终止电 压，放电时间应不低于5h。
2. 1C5A放电性能 电池按充电制式规定充电后搁置 0.5h~1h，在
20℃5 ℃的温度下，以1C5A电流放电到终止电压， 放电时间应不低于51min。

组会汇报PPT课件

➢ 单质硫在常温下主要以 S8的形式存在，在地球中储量丰富，具有价格低 廉、环境友好等特点。利用硫作为正极材料的锂硫电池，其材料理论比 容量和电池理论比能量较高，分别达到 1672m Ah·g-1和 2600Wh·kg-1 ， 目前锂硫电池的实际能量密度已达到 390Wh·kg-1，预计在今后几年内极 有可能提高到 600Wh·kg-1，被认为是现在最具研究价值和应用前景的 锂二次电池体系之一。
第9页/共14页
Figure 2. a) TEM image of pristine GO. b) SEM and c) TEM images of G/S nanosheets. The insets in (a) and (c) are corresponding SAED patterns, respectively. d) The EELS spectrum of the G/S nanosheets. e) HAADF image and the corresponding C and S elemental maps from the region indicated by the yellow square, suggesting the uniform distribution of sulfur content on graphene sheet. f) XRD patterns of GO and G/S nanosheets.
LOREM IPSAUM DOLOR SIT
AMET CONSECTETUR
B LOREM IPSUM DOLOR SIT
AMET CONSECTETUR
LOREM IPSUM DOLOR SIT C
AMET CONSECTETUR
D LOREM IPSUM DOLOR SIT

锂电池课件ppt

锂电池分类
根据正极材料的不同，锂电池主 要分为钴酸锂电池、三元锂电池 、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池等 。
锂电池的工作原理
充电过程
在充电过程中，锂离子从正极材料中 脱出，通过电解质和隔膜，嵌入负极 材料中。
放电过程
在放电过程中，锂离子从负极材料中 脱出，通过电解质和隔膜，回到正极 材料中。
锂电池的主要部件，锂离子电池用于平 衡电网、稳定电力、提供备用电源 等，提高电力系统的稳定性和可靠 性。
工业储能
在工业领域，锂离子电池用于平衡 电力系统、稳定电力、提供备用电 源等，提高工业生产的稳定性和可 靠性。
PART 04
锂电池的制造工艺
正极材料的制备工艺
原料准备与处理
将原料混合在一起，通过加热、搅拌等手段，合 成电解液。
质量检测与控制
对电解液进行质量检测，确保其具有合适的电化 学性能和稳定性。
电池的组装与检测
电极制备
将正极材料、负极材料、隔膜等组装成电极。
电池组装
将电极与电解质、电池壳等组装在一起，形成完整的电池。
质量检测与控制
对电池进行质量检测，确保其具有合适的电化学性能和安全性。
PART 02
锂电池的性能特点
能量密度与功率密度
能量密度
指电池单位体积或质量所容纳的电量，常以“Wh/cm³”或“Wh/kg”为单位 来衡量。
功率密度
指电池单位质量或体积所能输出的功率，常以“W/cm³”或“W/kg”为单位 来衡量。
循环寿命与自放电率
循环寿命
指电池在经历充放电循环后，能够维持其原有性能和容量的时间。一般来说，锂 离子电池的循环寿命较长，但会随着充放电次数的增加而逐渐衰减。
锂电池在过度充电时可能会发生爆炸或产生有害物质，因此需 避免长时间充电或过夜充电。
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液态有机电解液
• 研究发现线形或环形醚类物质如四氢呋喃（THF）、二甲醚(DME)、四乙二 醇二甲醚(TEGDME)、二氧五环(DOL)等具有较高的多硫化物溶解能力，其中 DOL既可以降低电解液的黏度，也可以在锂负极表面形成保护层。单一的 线形醚类作溶剂时会过多地溶解多硫化物而导致电解液黏度过大，一般为 两种或三种溶剂配合使用。
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全固态电解质
• 聚合物电解质的使用温度一般为70-100℃,而全固态无机电解质的使用温 度范围可以更广,且不会溶解多硫化物,可用于锂硫电池的全固态无机电解 质的研究主要集中于硫化物玻璃。
➢ 高能球磨法 ➢ 柠檬酸络合法
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负极研究进展
• 实际应用中锂负极存在以下问题： ➢ 锂负极的充放电效率低、循环性能差 ➢ 由于锂表面的不均匀性，在表面可能会生成锂枝晶，造成安全性问题。 • 因此对锂金属电极进行表面修饰非常必要。
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参考文献
1）梁宵, 温兆银, 刘宇. 高性能锂硫电池材料研究进展[J]. 化学进展, 2011, 23(0203): 520-526.
2）
3）
4）
5）
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仪器预约
• 上海理工大学材料学院>仪器共享>预约系统
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•Thank You！
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锂硫电池
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上海理工大学
锂硫电池
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锂离子电池发展现状
➢ 负极材料：新型的硅基和锡基等材料分别可达到大于2000和 990mAh/g。
➢ 正极材料:无论是层状结构的三元材料、聚阴离子型的LiFePO4还 是尖晶石结构的LiMn2O4，理论比容量都小于200mAh/g。
➢ 因此，寻找和开发新型高比容量和高比能量的安全、廉价正极材
复杂，反应机理不明确。
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研究现状
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研究现状
1. 添加一种或多种电子导体与硫复合，达到提高导电性的目的。 2. 通过设计导电相的结构使其具有吸附多硫化物的能力，或者改进电池电
解液体系。 3. 锂负极的保护。
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硫正极的改性
• 硫正极的改性主要包括硫与导电材料的复合、纳米金属氧化物对硫单质 的包覆等，以达到提高硫正极导电率、抑制多硫化物溶解的目的。
充电：Li2S电解
正极 硫/硫化物
Li+
负极 锂/储锂材料
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研究现状
00亿日元（约合24亿元人民币） 的研发预算，目标是在2020年使锂硫电池的能量密度达到500Wh/kg。
➢ 美国能源部2011年投入500万美元资助锂硫电池的研究，计划2013年能量密度达到 500Wh/kg。
起着很大的作用。
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正极粘结剂
• 1）水溶性的动物胶。 • 2）环糊精作为黏结剂，硫-聚丙烯腈复合材料作为正极。 • 3）除用基础黏结剂外还采用含有聚环氧乙烷、聚环氧丙烷等氧化聚合物作
为第二黏结剂。
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电解质体系
• 锂硫电池要求电解液具有高电导率、宽电化学窗口和对锂化学稳定等。锂 硫电池电解质体系分为液态有机电解液和全固态陶瓷电解质。
➢ 国际上锂硫电池的代表性厂商有美国的Sion Power、Polyplus、Moltech，英国Oxis及韩 国三星等。
Sion Power公司的软包装锂硫电池，比能量达 到350-380Wh/kgm活性物质硫的利用率达到75 ％。
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研究现状
• 锂硫电池的研究已经历经了几十年，并且取得了许多成果，但离实际应用还有不小距离。仍有以下问题有 待解决：
单质硫的理论比容量为1675mAh/g，来源丰富、价格便宜且对环境友好，与
料金属是锂目组前成研的究锂的硫电热池点理论比容量达2600Wh/kg,相当于锂离子电池的5倍。
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基本原理
• 锂硫电池：采用硫或含硫化合物作为正极，锂或储锂材料作为负极，以硫-硫键 的断裂/生成来实现电能与化学能相互转换的一类电池体系。
• （1）无论是“荷电态”的单质硫还是“放电态”的硫化锂，都是绝缘体，对传递电荷造成很大的困扰； • （2）硫化锂可逆性差，很容易失去电化学活性； • （3）反应过程中，正负极材料的体积变化巨大负极锂被消耗而使体积缩减，同时正极将膨胀，巨大的体
积变化会破坏电极结构； • （4）中间产物多硫化物易溶解在电解质中，并向负极迁移，造成活性物质损失和较大的能量损耗 ； • （5）锂硫电池在充放电过程中生成多种中间产物，且多种化学反应伴随电化学反应同时发生，过程极其
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负极研究进展
• 在含有乙二醇二甲基丙烯酸酯的有机溶液中，以甲基苯甲酰甲酯为光引发 剂，在紫外光辐照下发生聚合，在金属锂表面生成一层厚约10μm的保护层。
• 为了避免锂枝晶生长或者锂的界面阻抗对电池循环性能的影响，在Li/S电池 中选择传统的锂离子嵌入脱出型的负极.
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前景展望
➢ 在保证硫极导电性的同时，提高正极中硫的含量。 ➢ 设计稳定的导电结构，防止在充放电过程中硫正极的结构失效。 ➢ 对于液态电解液体系，开发出对硫极和锂金属兼容性都好的新型电解液。 ➢ 对于全固态电池体系发展高密度和室温高电导率的固态电解质。
➢ 硫/碳复合材料
10-60次循环后比容量500-1000mAh/g
➢ 硫/碳纳米管复合物 60次循环后比容量500-700mAh/g
➢ 硫/聚合物复合材料 较50次循环后290mAh/g有所改善
➢ 硫/金属氧化物复合材料 30-80次循环后350-700mAh/g
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正极黏结剂的研究
• 高性能的硫正极应具备以下条件： a) 活性物质硫与导电相间紧密接触 b) 电极与电解质间的界面稳定 • 硫与导电相间的接触除了与导电相本身的结构相关外，黏结剂的性能也