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锂离子电池技术课件视频

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目录

第一章

锂离子电池概述

第二章

锂离子电池材料

第四章

电池性能与测试

第三章

电池制造工艺

第六章

锂离子电池未来趋势

第五章

电池管理系统

锂离子电池概述

第一章

工作原理简介

锂离子电池通过锂离子在正负极间的移动来储存和释放能量，实现充放电功能。

锂离子迁移过程

电解液在锂离子电池中作为锂离子传输的介质，保证电池内部的化学反应顺利进行。

电解液的作用

电池的性能很大程度上取决于所选用的正负极材料，如石墨和锂钴氧化物等。

电极材料选择

常见类型及特点

01

锂钴氧化物电池

广泛应用于手机等小型电子设备，具有较高的能量密度和良好的循环稳定性。

03

锂锰氧化物电池

具有较好的高温性能和较长的循环寿命，适用于需要高功率输出的场合，如电动工具。

02

锂铁磷电池

以其出色的热稳定性、较长的寿命和较高的安全性能而闻名，常用于电动车辆。

04

锂镍钴锰氧化物电池

结合了镍、钴、锰三种材料的优点，提供较高的能量密度和较好的安全性能，用于多种消费电子产品。

应用领域

锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑等消费电子产品，提供高效能与长续航。

消费电子产品

锂离子电池用于太阳能和风能等可再生能源的储能，提高能源利用效率。

储能系统

电动汽车是锂离子电池的重要应用领域，特斯拉等品牌电动车均采用锂离子电池。

电动汽车

便携式医疗设备如心电监护仪等依赖锂离子电池，以确保设备长时间稳定运行。

便携式医疗设备

01

02

03

04

锂离子电池材料

第二章

正极材料

磷酸铁锂材料

钴酸锂材料

钴酸锂是早期锂离子电池常用的正极材料，因其高能量密度而广泛应用于小型电子设备。

磷酸铁锂具有良好的热稳定性和较长的循环寿命，是电动汽车电池的理想选择。

镍钴锰酸锂材料

镍钴锰酸锂（NCM）材料因其高能量密度和成本效益，被广泛用于高性能锂离子电池中。

负极材料

石墨是目前最常用的锂离子电池负极材料，因其良好的导电性和稳定的循环性能。

石墨材料

01

硅基负极材料具有比石墨更高的理论比容量，但存在体积膨胀问题，正在积极研发中。

硅基材料

02

锂金属负极具有极高的理论比容量，但存在枝晶生长和安全风险，目前仍处于研究阶段。

锂金属材料

03

电解液与隔膜

01

电解液是锂离子电池中的离子传输介质，通常由锂盐和有机溶剂组成，确保电池充放电过程中的离子流动。

02

隔膜是电池内部的物理屏障，通常由聚烯烃材料制成，其主要功能是防止正负极直接接触，同时允许锂离子通过。

03

电解液在隔膜中流动，隔膜的孔隙结构对电解液的离子传导性能有直接影响，共同决定了电池的性能和安全性。

电解液的作用与组成

隔膜的材料与功能

电解液与隔膜的相互作用

电池制造工艺

第三章

电极制造流程

活性材料是电极的核心，通过化学合成或物理加工方法制备出适合的锂离子电池正负极材料。

活性材料的制备

将活性材料、导电剂和粘合剂等按照一定比例混合，搅拌均匀形成电极浆料。

电极浆料的混合

将电极浆料均匀涂布在集流体上，然后进行干燥处理，形成均匀的电极膜。

电极涂布与干燥

通过压延机对干燥后的电极膜进行压延，提高其密度和均匀性，随后进行精确切割以适应电池设计。

电极的压延与切割

组装与封装技术

在无尘车间内，电芯通过精密设备堆叠并组装成模组，确保电池性能和安全性。

电芯的堆叠与组装

电池模组封装后，集成热管理系统，包括冷却板和温度传感器，以维持电池工作温度。

热管理系统的集成

电池模组经过封装处理，使用铝塑膜等材料进行密封，以防止水分和空气侵入。

电池模组的封装

质量控制要点

对电池制造所用的原材料进行严格检验，确保材料纯度和一致性，避免电池性能差异。

原材料检验

电池组装过程中，确保每个部件的精确对位和固定，减少内部短路和性能下降的风险。

电池组装精度

完成电池组装后，进行电性能测试，包括容量、内阻和循环寿命等，确保电池符合设计标准。

电性能测试

对电池进行过充、过放、热冲击等安全测试，确保电池在极端条件下也能安全稳定地工作。

安全性能评估

电池性能与测试

第四章

电池性能参数

能量密度是衡量电池存储能量多少的关键指标，高能量密度意味着电池可以储存更多的电能。

能量密度

自放电率反映了电池在不使用时自身电量的损失速度，低自放电率对延长电池寿命至关重要。

自放电率

电池的充放电循环寿命指的是电池能够承受多少次完整的充放电过程而不显著降低性能。

充放电循环寿命

常用测试方法

通过恒定电流对电池进行充放电，测量其容量、充放电效率和循环稳定性。

电化学阻抗谱测试电池的内部阻抗和界面特性，通过频率响应来确定电池性能。

循环伏安法用于评估电池材料的电化学稳定性和反应动力学，通过电压扫描来分析。

循环伏安法（CV）

电化学阻抗谱（EIS）

恒电流充放电测试

性能优化策略

采