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锂电制造基础知识培训课件

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目录

01

锂电池概述

02

锂电池材料

03

锂电池制造流程

04

锂电池性能参数

05

锂电池应用领域

06

锂电池行业趋势

锂电池概述

01

锂电池的定义

锂电池通过锂离子在正负极间的移动来存储和释放能量，实现电能与化学能的转换。

能量存储原理

锂电池可在广泛的温度范围内工作，从极寒到高温环境，保证了其在多种设备中的应用。

工作环境

锂电池主要由锂金属或锂合金作为负极材料，以及含锂的化合物作为正极材料构成。

组成材料

01

02

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锂电池的工作原理

在充电时，锂离子从正极移动到负极；放电时则反向移动，形成电流。

锂离子的迁移过程

01

正负极材料决定了电池的容量、充放电效率和循环寿命。

电极材料的作用

02

电解液在电池内部提供锂离子传输的介质，保证电池的正常充放电。

电解液的功能

03

锂电池的分类

锂电池根据正极材料的不同，可分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池等。

按正极材料分类

按照电解液的类型，锂电池可以分为液态锂电池、凝胶聚合物锂电池和全固态锂电池。

按电解液类型分类

锂电池按应用领域可分为消费电子用电池、电动汽车用电池以及储能系统用电池等。

按应用领域分类

锂电池材料

02

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）

LFP材料以其出色的热稳定性、较长的循环寿命和较低的成本，在储能系统中备受青睐。

锂铁磷（LFP）

NCM材料因其高能量密度和较长循环寿命，在电动汽车电池中得到广泛应用。

锂镍钴锰氧化物（NCM）

负极材料

石墨是目前最常用的负极材料，因其良好的导电性和循环稳定性，广泛应用于各种锂电池中。

石墨负极材料

01

硅基材料具有比石墨更高的理论比容量，是下一代高能量密度锂电池负极材料的研究热点。

硅基负极材料

02

钛酸锂具有优异的循环寿命和安全性，但其低的电导率和比容量限制了其在商业上的广泛应用。

钛酸锂负极材料

03

电解液与隔膜

电解液在锂电池中传导离子，保证电池充放电过程中的电荷转移，是电池性能的关键。

01

隔膜用于分隔正负极，防止短路，同时允许锂离子通过，对电池的安全性和寿命至关重要。

02

电解液通常由锂盐和有机溶剂组成，如六氟磷酸锂和碳酸乙烯酯，以确保良好的电导率。

03

隔膜材料多为聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯，因其化学稳定性好，能承受电池充放电过程中的温度变化。

04

电解液的作用

隔膜的功能

电解液的常见成分

隔膜的材料选择

锂电池制造流程

03

电芯制造

在电芯制造中，正极材料通常由锂金属氧化物组成，如钴酸锂，通过高温烧结形成。

正极材料的制备

负极材料一般采用石墨或硅基材料，通过涂覆和烘干工艺制成负极片。

负极材料的制备

电芯组装包括正负极片的叠层、卷绕或叠片，以及电解液的注入和封口等步骤。

电芯组装

化成是电芯制造的关键步骤，通过充放电循环激活电芯，形成稳定的SEI膜。

电芯的化成过程

组装工艺

在组装过程中，将正负极材料、隔膜按照特定方式卷绕或叠片，形成电芯。

电芯的卷绕或叠片

将卷绕或叠片好的电芯进行焊接，然后封装在铝塑膜中，确保电芯的安全性和稳定性。

电芯的焊接与封装

将多个电芯组合成模组，模组之间通过连接片或导线连接，形成电池组的雏形。

模组的组装

组装完成的电池组需要经过严格的检测和测试，确保其性能符合标准要求。

电池组的检测与测试

质量检测标准

电性能测试

对锂电池进行充放电测试，确保其容量、内阻等电性能指标达到设计要求。

安全性能评估

通过针刺、过充、短路等实验，评估锂电池的安全性能，确保使用安全。

循环寿命测试

对锂电池进行反复充放电循环，检测其循环寿命是否符合行业标准。

锂电池性能参数

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容量与能量密度

电池容量通常以毫安时(mAh)或安时(Ah)表示，是衡量电池存储电能多少的指标。

电池容量的定义

能量密度指单位重量或体积的电池所能存储的能量，高能量密度意味着更长的续航能力。

能量密度的重要性

电池材料、设计和制造工艺都会影响能量密度，正负极材料的选择尤为关键。

影响能量密度的因素

特斯拉电动车使用的高能量密度锂电池，使得其续航里程远超传统燃油车。

实际应用案例

循环寿命

循环寿命指电池在保持一定性能条件下，能够完成充放电循环的次数，是衡量电池耐久性的关键指标。

定义与重要性

01

电池材料、设计、制造工艺及使用环境都会影响锂电池的循环寿命，如温度、充放电速率等。

影响因素

02

通过标准化的充放电测试程序，如恒流恒压充电和恒流放电，来评估锂电池的循环寿命。

测试方法

03

例如，电动汽车电池在日常使用中，其循环寿命直接关联到车辆的续航能力和维护成本。

实际应用案例

04

安全性能

锂电池在过充时可能会发生热失控，因此具备过充保护机制至关重要，以防