ML电池(材料科研导论).pptVIP

材料科研导论 主讲人：潘 勇 教授 目录 一、引言 二、研究背景 三、扣式锂锰二次电池简介 3.1、电池的结构和原理 3.2、电池的发展方向 四、研究方向和加工工艺 引言 引言 研究背景 扣式二次锂电池分类 研究背景 ML电池的特点 研究背景 ML电池的应用 研究背景 ML电池简介 3.1结构和原理 ML电池简介 3.1结构和原理 极芯 正、负极片用界面膜封 装后一层间隔一层叠起 来 与钢壳接触的正负极片 又称为集流体 ML电池简介 3.1结构和原理 正极反应 目前研究最多、 作为电极材料性能最好的就 是尖晶石状 LiMn2O4 材料。同时还有 Li2Mn4O9、Li4Mn5O12和层状的LiMnO2。 ML电池简介 3.1结构和原理 ML电池简介 3.1结构和原理 负极反应 ML电池简介 3.1结构和原理 ML电池简介 3.1结构和原理 ML电池简介 3.2电池的发展方向 ML电池简介 3.2电池的研究方向 研究方向和加工工艺 研究方向和加工工艺 研究方向和加工工艺 谢 谢 * * 2008.11.28 扣式锂锰可充电电池的介绍 ----正负极盖壳材料的研究 引言 实验性课题的一般步骤 工厂提供需求信息、样品 产品分析、资料查询 初步制样 产品合格 问题分析，再次制样 产品检测，提出要求 返回工厂 写出论文 分析原理 以产业化为目标，继续改进 袖 珍 电器的发展方向 电器小型化 更换频繁 环境污染，花费增加，资源浪费 二次电池 提高电池效率 二次锂电池 方便更换电池 扣式二次锂电池 电池体积减小 能量减少 扣式二次锂电池 ML电池，电压3.0V。国内无法生产。 LIR电池，电压3.6V。国内可以生产。 高能量 高电压 无记忆 寿命长 速充电 无污染 体积小 2008-11-28 研究背景 国内外ML电池的生产技术 日本三洋 工 艺： ？ 产品价格：昂 贵 应 用：蓝牙耳机 税控机 电脑 手机 手摇手电筒等等 核 心 技 术 中国企业 工 艺： 探索之中 相关单位：力佳科技有限公司 广州市鹏辉电池有限公司等 我们的研究方向 镀镍的430不锈钢板上镀铝及其各种性能分析 1、盖帽 2、正极活性物质 3、正极片 4、电解液 5、钢壳 6、密封圈 7、负极片 8、负极活性物质 9、界面膜 Li O Mn LiXMn2O4中 0X1，充放电性能好 1X2，引起 Jahn Teller 效 应 负极存在的主要问题 复杂的界面反应 枝晶和死锂的产生 界面反应 起因：活跃的锂负极 直接结果：降低充放电效率 间接结果：“枝晶”和“死锂”的产生 金属锂电极部分表面反应 ML电池简介 3.1结构和原理 枝晶的产生过程 ML电池简介 3.1结构和原理 死锂的产生过程 ML电池简介 3.1结构和原理 锂沉积溶解过程示意图 ML电池简介 3.1结构和原理 无机电解质溶液 有机电解质溶液 特点：无机盐溶解度大，电压精度高，既是溶剂也是溶质 种类： 非水卤化物，如POCl3、SOCl2 锂盐溶于有机溶液及添加剂中形成的电解质溶液 电解质溶液 要求：稳定，成本低，粘度低，介电常数高 ML电池简介 3.1结构和原理 电解液 电位宽，导电性好，化学稳定性高，热稳定性高，安全性高，毒性低。 添加剂 易溶解，无副作用，成本低，用量少，毒性低。 ML电池简介 3.1结构和原理 界面膜（SEI膜） 作用：保护金属锂 结构 内部：致密 外部：多孔 组成：电解液成分，杂质， 锂还原产物 ML2016锂锰电池循环性能曲线 电池正极的发展方向 不与电解质溶液放生反应 延长放电寿命 增大充放电速率 成果：蒸镀Al到LiMn2O4表面 成果：Li：MnO2=0.3：1时具有较强的循环能力，某些金属可以提高循环能力 成果：过渡金属硫化物可提高充放电电流 ML电池简介 3.2电池的研究方向 ML 电 池 金 属 锂 负 极 的 研 究 方 向 金属锂粉末电极 改善界面膜的性质 沉积其他金属 采用锂合金材料 成果：循环性能有一定提高 成果：枝晶和死锂现象减弱 成果：沉积铝提高循环能力 成果：锂铝合金等 ML电池简介 3.2电池的研究方向 锂电极的电解液 有机溶剂的研究 羧酸脂类 醚类 性能最好的有机溶剂 碳酸脂类 目前锂电池主要体系 电解质锂盐的研究，如LiAsF6， LiPF6，LiCF3SO3，LiN(SO2CF3)2等 添加剂的研究 如：CO2，SO2，碳