锂电工艺课件PPT.pptx

锂电工艺课件PPT

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目录

第一章

锂电基础知识

第二章

锂电材料介绍

第四章

锂电性能测试

第三章

锂电生产工艺

第六章

锂电行业发展趋势

第五章

锂电安全与维护

锂电基础知识

第一章

锂电池工作原理

在充电时，锂离子从正极移动到负极；放电时则反向移动，产生电流。

锂离子的迁移过程

电解液是锂离子传输的介质，它允许锂离子在正负极之间自由移动，同时阻止电子通过。

电解液的功能

正极通常使用锂钴氧化物，负极使用石墨，它们在充放电过程中提供和存储锂离子。

正负极材料的作用

隔膜是多孔材料，它允许锂离子通过，同时防止正负极直接接触，避免短路。

隔膜的作用

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锂电池的种类

广泛应用于手机、笔记本电脑等便携式电子设备，具有高能量密度和长寿命特点。

锂离子电池

具有较高的理论比能量，但存在安全隐患，目前主要处于研究和开发阶段。

锂金属电池

因其轻薄和可塑性好，常用于可穿戴设备和电动汽车，提供灵活的设计空间。

锂聚合物电池

锂电池的应用领域

锂电池广泛应用于手机、笔记本电脑等消费电子产品，提供便携、高效的电源解决方案。

消费电子产品

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锂电池作为电动汽车的核心动力源，推动了新能源汽车的发展，如特斯拉电动车。

电动汽车

在太阳能和风能等可再生能源领域，锂电池用于储能，提高能源利用效率和稳定性。

储能系统

锂电池因其高能量密度和长寿命，被用于军事装备和航天器中，如卫星和空间探测器。

军事与航天

锂电材料介绍

第二章

正极材料

LCO是最早商业化的正极材料之一，广泛应用于手机和笔记本电脑电池中。

锂钴氧化物（LCO）

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NCM材料因其高能量密度和较长循环寿命，成为电动汽车电池的主流选择。

锂镍钴锰氧化物（NCM）

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LFP以其低成本和高安全性，在储能系统和电动工具中得到广泛应用。

锂铁磷（LFP）

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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。

石墨负极材料

硅基材料具有比石墨更高的理论比容量，是下一代锂电负极材料的研究热点。

硅基负极材料

锂金属负极拥有极高的理论比容量，但存在枝晶生长和循环寿命短的问题。

锂金属负极

电解液与隔膜

电解液是锂离子电池的导电介质，通常由锂盐和有机溶剂混合而成，确保电池内部的离子传输。

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电解液的作用与组成

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

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隔膜的材料与功能

电解液在隔膜中流动，隔膜的孔隙结构对电解液的渗透性和离子传导性有直接影响。

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电解液与隔膜的相互作用

电解液与隔膜

电解液的稳定性与安全性

电解液的化学稳定性对电池的循环寿命和安全性至关重要，需选择合适的添加剂以提高稳定性。

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隔膜的制造工艺

隔膜的制造工艺包括干法和湿法，不同的工艺影响隔膜的孔隙率、机械强度和电化学性能。

锂电生产工艺

第三章

电极片的制备

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将锂金属氧化物、导电剂和粘结剂混合均匀，形成活性物质浆料。

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将混合好的浆料均匀涂布在铜箔或铝箔上，然后进行干燥处理，形成电极膜。

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干燥后的电极膜经过裁切和分条，制成适合电池组装的电极片尺寸。

活性物质的混合

涂布与干燥

裁切与分条

电池组装过程

在电池组装前，需先制作正负极片，通过涂布、干燥、压片等工艺制成。

电极片的制作

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根据电池设计，将正负极片与隔膜材料进行卷绕或叠片，形成电芯结构。

电芯的卷绕或叠片

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将电解液注入电芯中，确保电解液均匀渗透到电极材料中，为电池充放电提供离子通道。

注入电解液

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完成电解液注入后，对电池进行封口处理，并进行化成过程，激活电池内部化学反应。

封口与化成

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电池的封装技术

卷绕式封装是将正负极材料和隔膜卷绕成圆柱形，广泛应用于圆柱形锂电池的生产。

卷绕式封装

叠层式封装通过将正负极片和隔膜层叠后封装，适用于方形和软包锂电池的制造。

叠层式封装

激光焊接技术用于电池封装过程中，确保电池外壳密封性，提高电池的安全性和寿命。

激光焊接技术

锂电性能测试

第四章

常规性能测试

通过反复充放电循环，评估锂电在长期使用下的性能衰退情况，确保电池寿命。

循环寿命测试

测量电池内部电阻，了解电池在工作时的能量损耗和发热情况，对电池效率进行评估。

内阻测试

通过放电测试，确定电池的实际容量，与标称容量进行对比，评估电池的储能能力。

容量测试

安全性能评估

锂电在过充状态下可能会发生热失控，测试其过充保护机制能有效评估电池安全性。

过充保护测试

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模拟电池短路情况，评估锂电在极端条件下的安全性能和保护电路的响应速度。

短路测试

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通过加热电池来测试其在高温环境下的性能稳定性，确保锂电在高温下不会发生危险反应。

热稳定性测试

循环寿命测试

循环寿命