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1、锂离子电池基础知识锂离子电池基础知识培训培训第1页，本讲稿共25页 目录目录1.锂离子电池简介2.常见包装方式简介3.目前各类锂离子电池性能简介4.电池制作流程时间表5.电池常见的问题分析第2页，本讲稿共25页1.锂离子电池简介锂离子电池简介1.11.1圆柱型锂离子电池的结构圆柱型锂离子电池的结构圆柱型锂离子电池的结构圆柱型锂离子电池的结构第3页，本讲稿共25页1.锂离子电池简介锂离子电池简介1.21.2方型锂离子电池的结构方型锂离子电池的结构方型锂离子电池的结构方型锂离子电池的结构第4页，本讲稿共25页1.锂离子电池的工作原理锂离子电池的工作原理第5页，本讲稿共25页1.锂离子电池的工作原理
2、锂离子电池的工作原理1、锂离子电池实际上是一种锂离子的浓差电池，正负电极由两种不同的、锂离子电池实际上是一种锂离子的浓差电池，正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成；锂离子嵌入化合物组成；2、锂离子电池的工作电压与构成电极的化合物和锂离子浓度相关。、锂离子电池的工作电压与构成电极的化合物和锂离子浓度相关。第6页，本讲稿共25页1.1.目前不同材料锂离子电池的比较目前不同材料锂离子电池的比较目前不同材料锂离子电池的比较目前不同材料锂离子电池的比较目前电子烟电芯用的都目前电子烟电芯用的都是锰酸锂是锰酸锂第7页，本讲稿共25页1.磷酸铁锂电池性能简介磷酸铁锂电池性能简介电池概述磷磷磷磷酸酸酸酸铁铁
3、铁铁锂锂锂锂电电电电池池池池是是是是以以以以磷磷磷磷酸酸酸酸铁铁铁铁锂锂锂锂(LiFePO4)(LiFePO4)代代代代替替替替钴钴钴钴酸酸酸酸锂锂锂锂作作作作为为为为正正正正极极极极材材材材料料料料的的的的新新新新型型型型锂锂锂锂离离离离子子子子电电电电池池池池。磷磷磷磷酸酸酸酸铁铁铁铁锂锂锂锂的的的的原原原原料料料料来来来来源源源源广广广广泛泛泛泛、价价价价格格格格低低低低廉廉廉廉（约约约约为为为为钴钴钴钴酸酸酸酸锂锂锂锂的的的的1/51/5）、无无无无毒毒毒毒性性性性、环环环环境境境境兼兼兼兼容容容容性性性性好好好好，不不不不仅仅仅仅兼兼兼兼顾顾顾顾了了了了LiCoO2LiCoO2、Li
4、NiO2LiNiO2和和和和LiMnO2LiMnO2材材材材料料料料的的的的优优优优点点点点，而而而而且且且且具具具具有有有有热热热热稳稳稳稳定定定定好好好好、安安安安全全全全性性性性能能能能优优优优越越越越（绝绝绝绝对对对对不不不不用用用用担担担担心心心心爆爆爆爆炸炸炸炸危危危危险险险险）、循循循循环环环环性性性性能能能能好好好好和和和和等等等等突突突突出出出出优优优优点点点点，LiFePO4LiFePO4被被被被认认认认为为为为是是是是标标标标志志志志着着着着“锂锂锂锂离离离离子子子子电电电电池池池池一一一一个个个个新新新新时时时时代代代代的的的的到到到到来来来来”，特特特特别别别别是是是
5、是成成成成为为为为锂锂锂锂离离离离子子子子动动动动力力力力电电电电池池池池正正正正极极极极材料的首选材料。材料的首选材料。材料的首选材料。材料的首选材料。第8页，本讲稿共25页a a、串联：电压升高，容量基本不变；、串联：电压升高，容量基本不变；b b、并联：电压基本不变，容量升高；、并联：电压基本不变，容量升高；c c、混联：电压与容量都会升高。、混联：电压与容量都会升高。d d、单体加、单体加PCBPCB、单体加引线插头、单体电池、单体加引线插头、单体电池+-+-并联串联混联2.常见包装方式常见包装方式第9页，本讲稿共25页一般电子烟电芯极一般电子烟电芯极耳都是耳都是3mm（特（特殊小容量
6、除外）殊小容量除外）聚合物电芯规格聚合物电芯规格外观尺寸：13450-650mAhGSP 35 62电芯总长:460.05mm电芯宽度:13.20.01mm标称容量标称容量标称容量标称容量：3.7V/650mAh3.7V/650mAh3.7V/650mAh3.7V/650mAh 46mm 13.2mm第10页，本讲稿共25页应用范围应用范围APPLICATIONS:蓝牙耳机等数码产品蓝牙耳机等数码产品Bluetooth earphone锂聚合物电池锂聚合物电池 041429/120mAh 3.7V电池重量电池重量1313储存温度储存温度1212工作温度工作温度1111放电截止电压放电截止电压1
7、0101CmA(120mA)1CmA(120mA)最大放电电流最大放电电流991CmA1CmA（120mA120mA）最大充电电流最大充电电流88 180m180m内阻内阻77剩余容量剩余容量95%(3095%(30天天)自放电自放电66500500次次循环寿命循环寿命55120mAh120mAh 0.2C0.2C放电放电额定容量额定容量443.7V3.7V标称电压标称电压 3 34.2V4.2V充电电压充电电压 2 2GSP041429GSP041429120mAh120mAh型号型号 1 1 规规规规 格格格格项项项项 目目目目 序序序序 号号号号充电充电045045，放电，放电-2060
8、c-2060c厚度：厚度：4.00.2mm4.00.2mm宽度：宽度：140.5mm140.5mm长度：长度：291.0mm291.0mm电芯尺寸电芯尺寸14143.0V3.0V2.80.3g2.80.3g-20+60c-20+60c第11页，本讲稿共25页特性特性CHARACTERISTIC1.安全性能好：安全性能好：外包装为铝塑包装，有别于液态锂电的金属外壳，由于采用软包装技术，内部质量隐患可立即通过外包装变形而显示出来，一旦发生安全隐患，不会爆炸，只会鼓胀.2.重量轻：重量轻：聚合物锂电比同等规格的钢壳液锂轻40，比铝壳液锂轻20.3.容量大：容量大：比同等规格的钢壳液锂容量高10-15
9、，比铝壳液锂容量高5-104.形状可定制：形状可定制：可按客户要求设计电池的厚度、形状比如孤型5.使用寿命长：使用寿命长：聚合物锂离子电池具有优异的循环性能,寿命长达500次以上不同倍率放电曲线循环寿命曲线GSP041429GSP041429锂聚合物电池锂聚合物电池 041429/120mAh 3.7V 第12页，本讲稿共25页电池重量电池重量1313储存温度储存温度1212工作温度工作温度1111放电截止电压放电截止电压101015CmA(15000mA)15CmA(15000mA)最大放电电流最大放电电流992CmA2CmA（1000mA1000mA）最大充电电流最大充电电流88 30m3
10、0m内阻内阻77剩余容量剩余容量95%95%自放电自放电66500500次次循环寿命循环寿命551000mAh1000mAh 1C1C放电放电额定容量额定容量443.7V3.7V标称电压标称电压 3 34.2V0.03V4.2V0.03V充电电压充电电压 2 2GSP063465DGSP063465D1000mAh1000mAh型号型号 1 1 规规规规 格格格格项项项项 目目目目 序序序序 号号号号充电充电045045，放电，放电-2060c-2060c厚度：厚度：6.00.2mm6.00.2mm宽度：宽度：340.5mm340.5mm长度：长度：651.0mm651.0mm电芯尺寸电芯尺寸
11、14142.75V2.75V2.80.5g2.80.5g-20+60c-20+60c动力聚合物锂电池动力聚合物锂电池应用范围应用范围APPLICATIONS:动力航模、动力车模、动力动力航模、动力车模、动力电动工具等电动工具等Appline in Model ship/Power tool.第13页，本讲稿共25页15C(15000mAh)放电曲线图放电曲线图GSP063465D1CC/15CD循环曲线图循环曲线图GSP063465D动力电池特性动力电池特性CHARACTERISTIC3.15C放电能放出90%以上的容量，平均电压为3.3V.第14页，本讲稿共25页4 聚合物锂电池工艺时间流程
12、图聚合物锂电池工艺时间流程图包装包装第第1313天天包装后老化包装后老化 检测检测第第14161416天天第15页，本讲稿共25页5.电池常见的问题分析电池常见的问题分析 6.16.1相关说明相关说明 6.26.2零电压、低电压零电压、低电压 6.36.3充不进电充不进电 6.46.4不能放电不能放电 6.56.5容量低容量低 6.66.6漏液漏液 6.76.7鼓气鼓气 6.86.8使用寿命短使用寿命短第16页，本讲稿共25页1 1、什么是过充？过充会带来哪些不良后果？怎样避免？、什么是过充？过充会带来哪些不良后果？怎样避免？理理论论上上，Li-ionLi-ion电电池池在在一一定定倍倍率率的
13、的恒恒流流恒恒压压下下充充电电，当当充充电电转转换换为为恒恒压压4.20V4.20V充充电电后后，充充电电电电路路中中电流为电流为0.01C0.01C时，恒压充电的状态仍在进行，即被视为过充。时，恒压充电的状态仍在进行，即被视为过充。过过充充可可能能导导致致低低压压、容容量量低低、寿寿命命差差、漏漏液液、变变形形、起起火火、在在恒恒压压失失效效后后随随着着充充电电的的加加深深电电压压达达到一定程度会引起发鼓甚至爆炸，是损害电池性能的主要原因之一。到一定程度会引起发鼓甚至爆炸，是损害电池性能的主要原因之一。在在电电池池外外部部加加PCBPCB板板保保护护，或或在在充充电电器器中中设设置置保保护护
14、线线路路和和/或或时时限限装装置置（即即充充电电限限2.52.5小小时时)来来防防止止电电池池过充可以达到防止和保护的作用。过充可以达到防止和保护的作用。2 2、什么是过放？过放会带来哪些不良后果？怎样避免？、什么是过放？过放会带来哪些不良后果？怎样避免？电池在一定倍率下恒流放电，当电池电压达到电池在一定倍率下恒流放电，当电池电压达到2.75V2.75V时，放电状态仍在继续，即为过放。时，放电状态仍在继续，即为过放。过放可能导致过放可能导致低压、容量低、寿命差、漏液、鼓气低压、容量低、寿命差、漏液、鼓气，是损害电池性能的主要原因之一。，是损害电池性能的主要原因之一。在电池外部加在电池外部加PC
15、BPCB板或在充电器中设计保护线路和板或在充电器中设计保护线路和/或时限装置来防止过放。或时限装置来防止过放。5.1 相关说明相关说明第17页，本讲稿共25页3 3、造成电池短路有哪些因素？会造成什么样的后果？、造成电池短路有哪些因素？会造成什么样的后果？1 1）外部导体直接连接电池的正负极；外部导体直接连接电池的正负极；2 2）组装时电池外部冲击力导致内部（微）短路；组装时电池外部冲击力导致内部（微）短路；3 3）内部结构存在不良（如极粉刺刺破隔膜后正负极相接）内部结构存在不良（如极粉刺刺破隔膜后正负极相接）如如果果电电池池外外部部接接触触到到任任何何金金属属导导体体都都有有可可能能导导致致
16、外外部部短短路路。Li-ionLi-ion电电池池外外部部短短路路时时可可能能导导致致外外壳壳变变形形、漏漏液液、起起火火，甚甚至至爆爆炸炸。因因为为内内部部电电解解液液温温度度上上升升，从从而而引引起起内内部部气气压压上上升升，内内压压升升高高会会冲冲破破电电池池的的安安全全阀阀，如如果果安安全全阀阀失失效效就就会会导致爆炸。导致爆炸。所所以以一一定定要要注注意意不不要要将将已已充充电电的的电电池池放放在在装装有有硬硬币币或或钥钥匙匙串串的的口口袋袋里里。另另避避免免外外部部冲冲击击（如如：点点焊焊镍镍带带、锡锡焊焊等等），因因为为外外部部的的冲冲击击力力会会导导致致电电池池变变形形，甚甚至
17、至内内部部电电极极短短路。路。第18页，本讲稿共25页5.2零电压零电压 1 1）电电池池有有无无遭遭受受过过放放、反反充充（将将电电池池正正负负极极或或充充电电器器正正负负极极反反接接，电电池池充充电电时时相相当当于于强强制制过过放放）；用用电电器器电电路路是是否否正正常；常；2 2）电池有无受大电流连续过充，导致电池膨胀，内部正负极直接接触短路。）电池有无受大电流连续过充，导致电池膨胀，内部正负极直接接触短路。3)3)电池有无受到外部挤压、撞击，导致电池内部隔膜压穿，正负极片接触短路电池有无受到外部挤压、撞击，导致电池内部隔膜压穿，正负极片接触短路-目视目视 4 4）是否有包装膜破损，长时
18、间接触空气水分，电解液失效）是否有包装膜破损，长时间接触空气水分，电解液失效-目视目视 5 5）是否外部短路，极耳烧焦）是否外部短路，极耳烧焦-目视目视 6 6）点焊品电池是否又烧焦的痕迹，点焊击穿隔膜短路）点焊品电池是否又烧焦的痕迹，点焊击穿隔膜短路-目视目视 7 7）内部微短路）内部微短路处理方法处理方法:除目视能判定外：除目视能判定外：1 1）了解客户电池的具体使用情况；）了解客户电池的具体使用情况；2 2）取同型号电池充电后接入用电器，判断用电器是否正常；取同型号电池充电后接入用电器，判断用电器是否正常；3 3）将将电电池池以以1C1C电电流流充充电电3030分分钟钟，开开路路放放置置
19、1010分分钟钟左左右右，如如电电池池的的开开路路电电压压稳稳定定在在电电池池的的正正常常电电压压范范围围内内，则则电电池池可可基基本本恢恢复复正正常常。如电池已受破坏，则电压无法恢复；如电池未使用便出现此现象后，用如电池已受破坏，则电压无法恢复；如电池未使用便出现此现象后，用1C1C充电电压无法恢复，则需专业技术人员进一步分析。充电电压无法恢复，则需专业技术人员进一步分析。第19页，本讲稿共25页1 1、电池充不进电有哪些情况？、电池充不进电有哪些情况？1 1）检查电池或电池组是否是零电压、高内阻电池；检查电池或电池组是否是零电压、高内阻电池；2 2）检查电池组的连接及电子元件、保护电路有无
20、异常；检查电池组的连接及电子元件、保护电路有无异常；3 3）检查充电设备或充电电路在充电状态下有无充电电压检查充电设备或充电电路在充电状态下有无充电电压/电流输出；电流输出；4 4）检查用户电路设计是否有充电低电压限制检查用户电路设计是否有充电低电压限制 5 5）环境温度是否过高导致充电效率低（最佳温度应不超过环境温度是否过高导致充电效率低（最佳温度应不超过4040）；）；处理方法：处理方法：1 1）了解客户对电池的具体使用情况及使用条件；了解客户对电池的具体使用情况及使用条件；2 2）取取同同型型号号电电池池与与万万用用表表（电电流流档档）串串入入电电路路充充电电，根根据据充充电电电电流流数
21、数值值判判断断充充电电设设备备是是否否正常。正常。3 3）重复单体电池零电压步骤分析、处理；重复单体电池零电压步骤分析、处理；4 4）建议客户选用稳定性能较好的充电设备或充电电路；建议客户选用稳定性能较好的充电设备或充电电路；5.3 充不进电充不进电第20页，本讲稿共25页1 1、电池、电池/电池组放不出电有哪些情况？电池组放不出电有哪些情况？现象：充电后现象：充电后,装入设备中装入设备中,设备不能工作设备不能工作,电池组的开路电压不变化或变化不大电池组的开路电压不变化或变化不大 1 1）检查电池检查电池/电池组是否零电压，高内阻电池；电池组是否零电压，高内阻电池；2 2）电池组内接电子元件、
22、保护电路有无损坏；电池组内接电子元件、保护电路有无损坏；3 3）检查设备放电电路是否正常。检查设备放电电路是否正常。4 4）客户放电电流是否超过规格允许范围客户放电电流是否超过规格允许范围 5 5）环境温度是否过低导致充电效率低（最佳温度应不低过环境温度是否过低导致充电效率低（最佳温度应不低过-20-20）；）；处理方法：处理方法：1 1）用充满电的同型号电池接入设备，设备是否工作正常；用充满电的同型号电池接入设备，设备是否工作正常；2 2）使用万用表检测电池内接电子元件、保护电路是否正常。使用万用表检测电池内接电子元件、保护电路是否正常。3 3）重复单体电池零电压步骤分析、处理；重复单体电池
23、零电压步骤分析、处理；4 4）如属用电器放电电路异常，建议客户及时修理、更换用电器；如属用电器放电电路异常，建议客户及时修理、更换用电器；5 5）如客户没有对电池组自行改装，则需专门的技术人员作进一步的分析。如客户没有对电池组自行改装，则需专门的技术人员作进一步的分析。5.4 放不出电放不出电第21页，本讲稿共25页1 1、电池、电池/电池组放电容量偏低有哪些情况？电池组放电容量偏低有哪些情况？现象：充电后现象：充电后,装入设备中装入设备中,设备能工作设备能工作,但工作时间偏短但工作时间偏短 1 1）检查电池是否充满电后再放电，一般电池充满电后电压为检查电池是否充满电后再放电，一般电池充满电后
24、电压为4.15V4.15V；2 2）检查电池放电截止电压是否正常，一般电池放电后电压为检查电池放电截止电压是否正常，一般电池放电后电压为 3.4V3.4V；3 3）检检查查电电池池放放电电电电流流是是否否在在规规格格书书允允许许范范围围内内，是是否否存存在在大大电电流流充充放放电电可可能能，一一般般容容量量计计算算以以0.2C(0.5C/1C)0.2C(0.5C/1C)放电为准放电为准 4 4）检查电池芯是否高内阻。检查电池芯是否高内阻。5 5）环境温度是否过低导致充电效率低（最佳温度应不低过环境温度是否过低导致充电效率低（最佳温度应不低过-20-20）；）；处理方法：处理方法：1 1）用充满
25、电的同型号电池接入设备，工作时间是否正常；用充满电的同型号电池接入设备，工作时间是否正常；2 2）取取同同型型号号充充满满电电的的电电池池与与万万用用表表（电电流流档档）串串入入电电路路放放电电，根根据据放放电电电电流流数数值值判判断断充充电电设设备备是是否否正正常常；核核算算实实际容量际容量 4 4）如属用电器放电电路异常，建议客户及时修理、更换用电器；如属用电器放电电路异常，建议客户及时修理、更换用电器；5 5）如客户没有对电池组自行改装，则需专门的技术人员作进一步的分析。如客户没有对电池组自行改装，则需专门的技术人员作进一步的分析。5.5 放电容量低放电容量低第22页，本讲稿共25页聚合
26、物电池包装膜或极耳漏液聚合物电池包装膜或极耳漏液 1 1）检查电池是否有过充、过放检查电池是否有过充、过放-检查客户使用记录或测试记录检查客户使用记录或测试记录 2 2）检查电池是否有受挤压、撞击导致变形漏液检查电池是否有受挤压、撞击导致变形漏液-目视目视 3 3）检检查查电电池池是是否否有有被被异异物物划划破破包包装装膜膜-目目视视，检检查查用用电电器器装装电电池池空空间间是是否否有有异异物物或或较较利利的的棱棱边突起边突起 4 4）检查电池芯是否有外部短路，极耳有否烧焦迹象检查电池芯是否有外部短路，极耳有否烧焦迹象-目视目视 5 5）环境温度是否过高导致内压大环境温度是否过高导致内压大 漏
27、液（最佳温度应不超过漏液（最佳温度应不超过+60+60）5.6 电池漏液电池漏液第23页，本讲稿共25页聚合物电池包装膜鼓起聚合物电池包装膜鼓起 1 1）检查电池是否有过充、过放检查电池是否有过充、过放-检查客户使用记录或测试记录检查客户使用记录或测试记录 2 2）检查电池是否有受挤压、撞击导致内部短路检查电池是否有受挤压、撞击导致内部短路-目视目视 3 3）检检查查电电池池是是否否有有被被异异物物划划破破包包装装膜膜导导致致鼓鼓气气-目目视视，检检查查用用电电器器装装电电池池空空间间是是否否有有异异物物或或较利的棱边突起较利的棱边突起 4 4）检查电池芯是否有外部短路，极耳有否烧焦迹象检查电
28、池芯是否有外部短路，极耳有否烧焦迹象-目视目视 5 5）环境温度是否过高导致鼓气（最佳温度应不超过环境温度是否过高导致鼓气（最佳温度应不超过+60+60）6 6）电池内部微短路电池内部微短路5.7 电池鼓气电池鼓气第24页，本讲稿共25页现象：电池反复标准充放电不到现象：电池反复标准充放电不到300/500300/500次，其放电容量低于初始容量的次，其放电容量低于初始容量的70%70%1 1）检查电池是否低压检查电池是否低压 2 2）检查电池是否高内阻检查电池是否高内阻 3 3）检查电池是否大电流充电或放电引起寿命下降检查电池是否大电流充电或放电引起寿命下降 4 4）环境温度是否过高或过低导致寿命下降（最佳温度应不超过环境温度是否过高或过低导致寿命下降（最佳温度应不超过-20-20+60+60）5 5）电池电池/电池组是否有过充、过放电池组是否有过充、过放-检查客户使用记录或测试记录检查客户使用记录或测试记录5.8 使用寿命短使用寿命短第25页，本讲稿共25页