篇一：锂电池知识小结 锂电池调研 1、锂电池基本介绍 锂电池（lithiumcell）是指电化学有锂（包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物）的最基本电化学单位。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。 锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。 锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生，其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制，现在只有少数的几个国家的公司在生产这种锂金属电池。 2、锂电池的保护 锂电池芯过充到电压高于4.2V后，会开始产生副作用。过充电压愈高，危险性也跟着愈高。锂电芯电压高于4.2V后，正极材料内剩下的锂原子数量不到一半，此时储存格常会垮掉，让电池容量产生永久性的下降。如果继续充电，由于负极的储存格已经装满了锂原子，后续的锂金属会堆积于负极材料表面。这些锂原子会由负极表面往锂离子来的方向长出树枝状结晶。这些锂金属结晶会穿过隔膜纸，使正负极短路。有时在短路发生前电池就先爆炸，这是因为在过充过程，电解液等材料会裂解产生气体，使得电池外壳或压力阀鼓涨破裂，让氧气进去与堆积在负极表面的锂原子反应，进而爆炸。因此，锂电池充电时，一定要设定电压上限，才可以同时兼顾到电池的寿命、容量、和安全性。最理想的充电电压上限为4.2V。 锂电芯放电时也要有电压下限。当电芯电压低于2.4V时，部分材料会开始被破坏。又由于电池会自放电，放愈久电压会愈低，因此，放电时最好不要放到2.4V才停止。锂电池从3.0V放电到2.4V这段期间，所释放的能量只占电池容量的3%左右。因此，3.0V是一个理想的放电截止电压。 充放电时，除了电压的限制，电流的限制也有其必要。电流过大时，锂离子来不及进入储存格，会聚集于材料表面。这些锂离子获得电子后，会在材料表面产生锂原子结晶，这与过充一样，会造成危险性。万一电池外壳破裂，就会爆炸。 因此，对锂离子电池的保护，至少要包含：充电电压上限、放电电压下限、及电流上限三项。一般锂电池组内，除了锂电池芯外，都会有一片保护板，这片保护板主要就是提供这三项保护。但是，保护板的这三项保护显然是不够的，全球锂电池爆炸事件还是频传。要确保电池系统的安全性，必须对电池爆炸的原因，进行更仔细的分析。电池芯爆炸的类形可归纳为外部短路、内部短路、及过充三种。 此处的外部系指电芯的外部，包含了电池组内部绝缘设计不良等所引起的短路。当电芯外部发生短路，电子组件又未能切断回路时，电芯内部会产生高热，造成部分电解液汽化，将电池外壳撑大。当电池内部温度高到135摄氏度时，质量好的隔膜纸，会将细孔关闭， 电化学反应终止或近乎终止，电流骤降，温度也慢慢下降，进而避免了爆炸发生。但是，细孔关闭率太差，或是细孔根本不会关闭的隔膜纸，会让电池温度继续升高，更多的电解液汽化，最后将电池外壳撑破，甚至将电池温度提高到使材料燃烧并爆炸。 内部短路主要是因为铜箔与铝箔的毛刺穿破隔膜，或是锂原子的树枝状结晶穿破膈膜所造成。这些细小的针状金属，会造成微短路。由于，针很细有一定的电阻值，因此，电流不见得会很大。铜铝箔毛刺系在生产过程造成，可观察到的现象是电池漏电太快，多数可被电芯厂或是组装厂筛检出来。而且，由于毛刺细小，有时会被烧断，使得电池又恢复正常。因此，因毛刺微短路引发爆炸的机率不高。这样的说法，可以从各电芯厂内部都常有充电后不久，电压就偏低的不良电池，但是却鲜少发生爆炸事件，得到统计上的支持。因此，内部短路引发的爆炸，主要还是因为过充造成的。因为，过充后极片上到处都是针状锂金属结晶，刺穿点到处都是，到处都在发生微短路。因此，电池温度会逐渐升高，最后高温将电解液气体。这种情形，不论是温度过高使材料燃烧爆炸，还是外壳先被撑破，使空气进去与锂金属发生激烈氧化，都是爆炸收场。但是过充引发内部短路造成的这种爆炸，并不一定发生在充电的当时。有可能电池温度还未高到让材料燃烧、产生的气体也未足以撑破电池外壳时，消费者就终止充电，带手机出门。这时众多的微短路所产生的热，慢慢的将电池温度提高，经过一段时间后，才发生爆炸。消费者共同的描述都是拿起手机时发现手机很烫，扔掉后就爆炸。 综合以上爆炸的类型，我们可以将防爆重点放在过充的防止、外部短路的防止、及提升电芯安全性三方面。其中过充防止及外部短路防止属于电子防护，与电池系统设计及电池组装有较大关系。电芯安全性提升之重点为化学与机械防护，与电池芯制造厂有较大关系。 3、锂电池设计规范（参考手机电池） 由于全球手机有数亿只，要达到安全，安全防护的失败率必须低于一亿分之一。由于，电路板的故障率一般都远高于一亿分之一。因此，电池系统设计时，必须有两道以上的安全防线。常见的错误设计是用充电器(adaptor)直接去充电池组。这样将过充的防护重任，完全交给电池组上的保护板。虽然保护板的故障率不高，但是，即使故障率低到百万分之一，机率上全球还是天天都会有爆炸事故发生。电池系统如能对过充、过放、过电流都分别提供两道安全防护，每道防护的失败率如果是万分之一，两道防护就可以将失败率降到一亿分之一。常见的电池充电系统方块图如下，包含充电器及电池组两大部分。①充电器又包含适配器(adaptor)及充电控制器两部分。适配器将交流电转为直流电，充电控制器则限制直流电的最大电流及最高电压。②电池组包含保护板及电池芯两大部分，以及一个ptc来限定最大电流。适配器交流变直流作用：电控制器限流限压。充电器作用:保护板过充、过放、过流等防护。电池组作用:限流片。电池芯以手机电池系统为例，过充防护系统利用充电器输出电压设定在4.2V左右，来达到第一层防护，这样就算电池组上的保护板失效，电池也不会被过充而发生危险。第二道防护是保护板上的过充防护功能，一般设定为 4.3V。这样，保护板平常不必负责切断充电电流，只有当充电器电压异常偏高时，才需要动作。过电流防护则是由保护板及限流片来负责，这也是两道防护，防止过电流及外部短路。由于过放电只会发生在电子产品被使用的过程。因此，一般设计是由该电子产品的线路板来提供第一道防护，电池组上的保护板则提供第二道防护。当电子产品侦测到供电电压低于3.0V时，应该自动关机。如果该产品设计时未设计这项功能，则保护板会在电压低到2.4V时，关闭放电回路。总论：电池系统设计时，必须对过充、过放、与过电流分别提供两道电子防护。把保护板拿掉后充电，如果电池会爆炸就代表设计不良。上述方法 虽然提供了两道防护，但是由于消费者在充电器坏掉后，常会买非原厂充电器来充电，而充电器业者，基于成本考虑，常将充电控制器拿掉，来降低成本。结果，劣币驱逐良币，市面上出现了许多劣质充电器。这使得过充防护失去了第一道也是最重要的一道防线。而过充又是造成电池爆炸的最重要因素，因此，劣质充电器可以称得上是电池爆炸事件的元凶。当然，并非所有的电池系统都采用如上图的方案。在有些情况下，电池组内也会有充电控制器的设计。例如：许多笔记型计算机的外加电池棒，就有充电控制器。这是因为笔记型计算机一般都将充电控制器做在计算机内，只给消费者一个适配器。因此，笔记型计算机的外加电池组，就必须有一个充电控制器，才能确保外加电池组在使用适配器充电时的安全。另外，使用汽车点烟器充电的产品，有时也会将充电控制器做在电池组内。最后的防线：如果电子的防护措施都失败了，最后的一道防线，就要由电芯来提供了。电芯的安全层级，可依据电芯能否通过外部短路和过充来大略区分等级。由于，电池爆炸前，如果内部有锂原子堆积在材料表面，爆炸威力会更大。而且，过充的防护常因消费者使用劣质充电器而只剩一道防线，因此，电芯抗过充能力比抗外部短路的能力更重要。铝壳电芯与钢壳电芯安全性比较铝壳相对于钢壳具有很高的安全优势。 4、电池串并联使用 4.1电池并联 电池并联，要求就是同样电压，同样型号、同样新旧的才能并联。否则，新的电压比较足的，就会给旧的电不足的电池充电，造成电量的消耗，减少实际使用的时间。另外，即使充电，也不能提高旧电池的电量，只能白白消耗新电池的电量。 在实际使用当中，最好不要自己并联电池，因为一般厂家推出的并联电池组，是根据电脑分析和配对的两个电池，没有经过配对的电池，因为特性不平衡，一个电池电压高点，就会向另一个电池放电充电，产生自行损耗。在实战中，并联电池的公式不能象书本上一样容量简单相加，比如两个2000mah的电池，实际并联后，放电时间计算公式应该是： 式中，V是电池电压，R高电池内阻，当两个电池的电压差得越多，损耗也就越大，所以自行并联出来的电池，一般容量都达不到两个电池相加的结果。 4.2电池串联 电池串联，电池内阻相互迭加，形成内阻损耗。 篇二：锂电池正极材料工作总结 工作总结 本人从8月5日入职到现在已三月有余，从一个未曾踏出校园的学生到经历社会磨练的这三个月里，我迷茫过，感到困惑，幸亏有公司领导的谆谆关怀和教导以及同事的热情帮助。帮助我在人生这个重要转折口，完成了一次重要的转变。 湖南合纵科技有限公司，是一家以生产锂电池正极材料锰酸锂、钴酸锂、三元材料为主的电池原材料生产厂商。公司成立于20xx年，然今年正式大规模投入生产计划，此正是百废俱兴，气象万千之时，本人于此兴业之际受聘入职，公司领导不以我经验浅薄，委以重任，我深感责任重大，虽殚精竭虑，仍恐无法满足工作对我的要求。 从20xx年石油危机爆发以来，对石油资源日益枯竭的恐慌，引发了一场全球范围内的新能源开发竞赛，锂电作为最符合新应用发展趋势的储能技术，吸引了全球人民的目光。20xx年6月国家正式出台新能源汽车补贴方案。在此全球新能源运动开展得如火如荼之际，以公司董事长李新海教授为主，株洲兆富投资公司入股的湖南合纵科技有限公司应运而生，正可谓上映国策，下应民心。公司 图1锂电池电芯传统领域需求量发展趋势 生产的锰酸锂目前主要以b品手机电池生产商为销售对象，型号在售的暂时也只有z11一种。但是公司领导，以其前瞻的眼光，为公司指出前进的方向：积极开展电动工具、手机、笔记本电脑、mp4、数码相机、矿灯等便携式器材电池用锰酸锂的多型号系列化工作，同时积极开展动力型三元、锰酸锂电池材料的研发与应用工作。我们作为公司的创业者，更应该肩负起重大的使命，兢兢业业，认真做好本职工作，为实现短期目标：使公司在三~五年内上市；以及更长远的目 标：在世界锂电池原材料生产商中占据一席，而努力奋斗！ 现在人类社会资源稀缺及价格波动给经济带来的问题，气候变化对人类社会的破坏作用加剧，气候恶化的后果无人能幸免，因此节能减排是每个人的共同责任和一致福祉。与化石能源以及部分需要消耗资源的能源不同，风电和太阳能等新能源分布广泛且用之不竭，可以消除可持续发展的能源瓶颈。锂电，作为一种优势明显的移动储能技术，助力可持续发展储能技术，是可持续发展所必需的。 图2动力电池市场对正极材料的需求预测 锂离子电池无论在体积比能量、质量比能量、质量比功率、循环寿命、充放电效率方面均领先于大部分其他二次电池和储能技术。锂电是最符合新应用发展趋势的储能技术，动力电池是锂电最新且最高端的下游应用，即将随电动汽车市场的打开而迅速增长。有报道称动力电池用正极材料近5年符合增速将达130%，电子产品电池用正极材料同期增速将达21%，正是动力电池和传统电池需求告诉增长，推动正极材料需求，而这其中三元材料将逐步成为主流。 我从一入职就加入研发部，研发工作的职能是按照质量管理体系的研发流程，完成新产品的开发工作。研发工作的所必须掌握的三项基本知识技能包括：市场资讯；技术策略；产业知识。锂系电池充放电的基本原理是锂离子在电极间移动并反复嵌入和脱出。本公司正极产品的合成方法，主要是固相烧结法。这是因为固相烧结法相对简单，易于实现工业化，因此被大多数厂家所采用。以锰酸锂为例：将碳酸锂与锰的氧化物按一定比例混合、研磨、高温烧结、过筛、装样。其基本化学方程式是： li2co3+4mno2→2li2mn2o4+co2↑+0.5o2↑ 固相烧结法合成的产物通常具有可逆大小不均匀、晶粒形状不规则、晶界尺寸大 以及由此带来的产物电化学性能波动较大的缺点。造成这种情况的主要原因是，在高温固相反应中，反应物不能充分均匀接触，体系中的各个互相接触的原料小团的反(做锂电池工作总结)应环境和周围各种元素的浓度不同，使得各自的反应进程不一致，这一方法的关键还是在如何保证反应物充分接触和反应，同时控制反应的能耗和生产速度。li[ni,co,mn]o2三元掺杂的锂离子电池正极材料，综合了licoo2，linio2，limno2三种层状材料的优点，存在明显的三元协同效应：通过引入co，能够减少阳离子混合占位（cationmixing）情况，有效稳定材料的层状结构；通过引入ni，可提高材料的容量；通过引入mn，不仅可以降低材料成本，而且还可以提高材料的安全性和稳定性。而li[ni,co,mn]o2材料基本物性及充放电平台与licoo2相近，适合现有各类锂离子电池应用产品，有望先期取代现有各类其他正极材料，获得市场认可。 我在研发部期间，着手开展三元前躯体的制备以及三元产品的制备工作。其中三元前躯体的制备，主要采用了两种制备方法：共沉淀法和液氨法。共沉淀法是先用镍、钴、锰的盐（我们实验采用硫酸盐），合成ni,co,mn三元混合氢氧化物共沉淀，然后再过滤洗涤干燥后，与锂盐混合烧结制备li[ni,co,mn]o2材料。通过选择合适的沉淀剂（通常为lioh和naoh），络合剂（通常为nh4oh），并调节反应物的浓度、反应体系的ph值、反应温度以及搅拌速度，以此来控制三元[ni,co,mn](oh)2中间体的粒径、形貌以及振实密度，并最终影响li[ni,co,mn]o2产物的物理性质和电化学性能。液氨法是用液氨与镍、钴、锰的熔融盐溶液直接反应，生成三元[ni,co,mn](oh)2中间体，然后通过加热，使氯化铵分别以氨气和氯化氢气体的形式分离出去。三元产品的制备，其实就是个工艺验证的过程，我们通过12组小试和几组中试的实验，验证了三元材料的烧结工艺。 11月初，因为公司的需要，领导把我派往采购部工作。虽然之前并没有接触过采购类的知识，但是通过质量管理体系的学习，我明白了采购部门的职能是： 1．及时为生产经营提供所需的原辅材料、设备备品备件以及其他物资。 2．掌握市场信息，优化进货渠道，降低采购费用。 3．会同财务管理部、会计部确定合理的采购批量，及时了解存货情况，合理采购。 4．汇总各系统的物资需求计划，平衡采购计划。 5．评审供应商选择、建立供应商档案。 6．组织采购合同评审，签订采购合同，实施采购活动。 7．建立采购合同台账，并对合同执行情况进行监督。 8．对大型采购进行比价或组织招标、竞标活动。 9．采购物资的报验和入库工作。 10．采购过程中的退、换货工作。 11．采购合同、档案及各种表单的保管与定期归档工作。 逝者如斯夫，不舍昼夜。怀着对开创事业的激情，以及对美好生活的向往，我加入了合纵这个年轻而富有生命力的团队。在这三个月里，我感受到了春天般的温暖，因为有优秀的领导：何总像一个可亲可敬的长者，时时刻刻教导我们要努力奋发，又对我们的生活关怀无微不至；因为有优秀的团队，要感谢伍工、王工、崔工、李龙，帮助我指正工作中的错误，处处提携我帮助我；感谢公司的所有同事，在工作、生活中我们同舟共济，互相帮助。我相信，我们团结的合纵明天一定会更美好！ 篇三：锂离子电池的性能优势和缺陷总结 锂离子电池的性能优势和缺陷总结 时间：20xx-12-510:46:17来源：本站原创浏览次数：80 锂离子电池在各个领域被广泛使用要归功于自身众多的优良性能。 锂离子电池优点如下： （1）锂电池电压平台高。单体电池的平均电压为3.7V或3.2V，约等于3只镍镉电池或镍氢电池的串联电压，便于组成电池组。 （2）具有高储存能量密度。相对其他电池而言锂电池能量密度很高，目前已达到460-600wh/kg，约为铅酸电池的6-7倍。这就意味着在相同电荷容量下，锂电池重量更轻。据计算相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-1/6。 （3）使用寿命相对较长。锂电池的使用寿命可达到6年以上。以磷酸亚铁锂为正极的锂电池为例，在1c充放电倍率下，循环周期的最高纪录可达1000次。 （4）具备高功率承受力。电动汽车用的磷酸亚铁锂离子电池最高充放电倍率可以达到15c-30c，这非常适合动力汽车高强度的启动和加速。 （5）自放电率很低。自放电率是锂离子电池最突出的优越性之一，室温下满电存储1个月的自放电率约10％左右，而同等条件下镍镉为25～30％、镍氢为30～35％。 （6）无记忆效应。这意味着锂离子电池可以随时充放电,而不必像镍氢、镍锡电池一样,必须要等到电量耗尽。 （7）高低温适应性强。锂电池可在-20℃--60℃的环境下使用，经过工艺上的处理，可以在-45℃环境下使用。 （8）绿色环保。不论生产、使用和报废都不含有也不产生铅、汞、镉等有毒重金属物质。（9）锂离子电池的主要原材料锂、锰、铁、钒等在我国都是富产资源；生产基本不消耗水，对水之源稀缺的国家十分有利。 但锂电池也具有自身不可克服的缺陷，总结如下： （1）低温下电池性能明显恶化，放电平台下降、输出功率减小、可用电量衰减等。（2）错误使用存在安全隐患。由于锂离子电池组成物质非常活跃，若使用错误将会出现电解液分解、燃烧甚至爆炸的重大事故。 （3）不同放电倍率对电池的可用容量影响较大。 （4）过充电和过放电均会对电池造成不可恢复的损害。针对以上的缺点，一般大容量的锂电池组均采用了保护装置来监视电池的使用过程。 表1给出了锂离子电池和其他电池性能的对照关系。 表1各种电池性能对比
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