锂离子电池基本知识培训PPT课件
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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
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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?
1 锂离子电池保护电路
1. 什么是锂离子电池保护ic?
答:在锂离子电池使用过程中,过充电、过放电对锂电池的电性能都会造成一定的影响,为避免使用中出现这种现象,专门设计了一套电路,并用微电子技术把它小型化,成为一个芯片,该芯片俗称锂电池保护ic。
2. 保护ic外形是什么样的?
答:保护ic外形常用的有两种:
一种称为SOT-23-5封装。
另一种较薄,称TSSOP-8封装。
2 1.1
3. Ic内部有些什么电路,能大概介绍一下吗?
答:ic内部的简化的逻辑图如下:
其各个端口的功能简述如下:
VDD: 1。IC芯片电源输入端。
2.锂电池电压采样点。
VSS: 1。IC芯片测量电路基准参考点。
2.锂电池负极和IC连接点。
DO: IC对放电MOS管的输出控制端
CO: IC对充电MOS管的输出控制端
VM: IC芯片对锂电池工作电流的采样输入端 VDD
VSS 过充电压检测
过放电压检测
延时电路 过电流检测
短路检测 VM
DO CO 3 从简化的逻辑图可见:电池过充电、过放电,放电时电流过大(过电流),外围电路短路,该ic都会检测出来,并驱动相应的电子器件动作。
4. Ic有哪些主要技术指标?
答:1)过充电检测电压: VCU 4.275±25mv (4.25 4.275 4.30)
2)过充电恢复电压: VCL 4.175±30mv (4.145 4.175 4.205)
3) 过放电检测电压: VDL 2.3±80mv (2.22 2.3 2.38 )
4) 过放电恢复电压: VDU 2.4±0.1mv (2.3 2.4 2.5 )
5) 过电流检测电压: VIOV1 0.1±30mv (0.07V 0.1 0.13V)
VIOV2 0.5±0.1mv (0.4 0.5 0.6 )
锂离子电池的基本知识
一般而言,电池有三部分构成:
1.锂离子电芯
2.保护电路(pcm)
3.外壳即胶壳
锂离子电芯是一种新型的电池能源,它不含金属锂,在充放电过程中,只有锂离子在正负极间往来运动,电极和电解质不参与反应。锂离子电芯的能量容量密度可以达到300wh,重量容量密度可以达到125wh。
一、电芯原理
锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行,锂离子在正负极之间嵌入脱出,往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在,因此锂离子电芯更加安全稳定。其反应示意图及基本反应式如下所示:
二、电芯的构造
锂电池的负极材料是锂金属,正极材料是碳材。习惯上称为锂电池。
锂离子电池的正极材料是氧化钴锂,负极材料是碳材。为了区别于传统意义上的锂电池,称之为锂离子电池。锂离子电池的主要构成:
(1)电池盖
(2)正极----活性物质为氧化钴锂(钴酸锂)
(3)隔膜----一种特殊的複合膜
(4)负极----活性物质为碳
(5)有机电解液
(6)电池壳
电芯的正极是licoo2加导电剂和粘合剂,涂在铝箔上形成正极板,负极是层状石墨加导电剂及粘合剂涂在铜箔基带上,目前比较先进的负极层状石墨颗粒已採用奈米碳。
根据上述的反应机理,正极採用licoo2、linio2、limn2o2,其中licoo2本是一种层结构很稳定的晶型,但当从licoo2拿走xli后,其结构可能发生变化,但是否发生变化取决于x的大小。通过研究发现当x>时li1-xcoo2的结构表现为极其不稳定,会发生晶型瘫塌,其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制li1-xcoo2中的x值,一般充电电压不大于那幺x小于 ,这时li1-xcoo2的晶型仍是稳定的。
负极c6其本身有自己的特点,当第一次化成后,正极licoo2中的li被充到负极c6中,当放电时li回到正极licoo2中,但化成之后必须有一部分li留在负极c6中,心以保证下次充放电li的正常嵌入,否则电芯的压倒很短,为了保证有一部分li留在负极c6中,一般通过限制放电下限电压来实现。所以锂电芯的安全充电上限电压≤4 .2v,放电下限电压≥2.
锂离子动力电池基本知识
大纲
电池分类
电池术语与及使用基本常识
磷酸铁锂动力电池之结构
磷酸铁锂动力电池之应用领域
磷酸铁锂动力电池之工艺流程
磷酸铁锂动力电池之生产设备
锂离子电池之性能指标
电池种类划分
一次电池
小型二次电池:镍镉、镍氢、锂离子
铅酸电池
动力电池
燃料电池
太阳能电池-地面光伏发电
其他新型电池
电池术语与及使用基本常识
容量
电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量,以符号C表示。常用的单位为安培小时,简称安时(Ah)或毫安时(mAh)。 电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。 理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理论值。为了比较不同系列的电池,常用比容量的概念,即单位体积或单位质量电池所能给出的理论电量,单位为Ah/kg(mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3)。 实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电电流与放电时间的乘积,单位为 Ah,其值小于理论容量。 额定容量也叫保证容量,是按国家或有关部门颁布的标准,保证电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。 内阻
电流通过电池内部时受到阻力,使电池的电压降低,此阻力称为电池的内阻。 电池的内阻不是常数,在放电过程中随时间不断变化,因为活性物质的组成、电解液浓度和温度都在不断地改变。 电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电化学极化与浓差极化。内阻的存在,使电池放电时的端电压低于电池电动势和开路电压,充电时端电压高于电动势和开路电压。 欧姆电阻遵守欧姆定律;极化电阻随电流密度增加而增大,但不是线性关系,常随电流密度的对数增大而线性增大。 负载能力
当电池的正负极两端连接在用电器上时,带动用电器工作时
的输出功率,即为电池的负载能力。
内压
指电池的内部气压,是密封电池在充放电过程中产生的气体