<<電池的基本知識>>一、什么是电池1、电池的概念；不必要伴随有机械运动，将各种能量转化为直流电能的发电装置。

2、物理电池：通过物理变化将光能、热能等直接转变为电能的装置3、化学电池：将化学能直接转换为电能的发电装置①、组成化学电池的必要条件：a、必须把化学反应中的氧化过程（失去电子的过程）和还原（得到电子）分隔在两个区域内进行。

b、正负极之间有离子性导电物质。

c、物质在进行氧化还原时，电子必须通过外线路。

②、化学电池的电流是怎样产生的？化学电池主要由正极、负极和电解液三部分组成，以锂电池为例：阳极由石墨晶体、阴极由二氧化钴锂材料制成，在外电路接通时电子向正极移动，这种移动便形成子电流，电池的电压大小由组成电池的正负极材料决定，电池的正负极材料（活性物质）之间具有电势差，当电池使用时，两极的电势就象具有水位差的水被接通一要，由高向低流，这样的定向移动便形成了电流。

4、电池的种类（化学电池）化学电池的种类有很多，但按它们的使用性能可以分为一次性电池与二次可重复使用电池（也叫蓄电池）两大类。

①、二次电池：镍镉电池（Ni-Cd）、镍氢电池（Ni-MH）、铅酸电池、锂电池（Li）.其中锂电池又包括：金属锂电池、液态锂离子电池、聚合物锂离子电池；②、一次电池：糊式电池（如农村中常用的手电筒电池）、普通碳性锌-锰电池、碱性电池（如电视上遥控器上用的5号7号电池）；5、手机电池的结构：手机电池一般由电芯、FUSE（或PTC）、保护板（或电路板）、五金片、外壳以及一些辅料组成。

从上表我们可以得出结论：①、锂离子电芯具有工作电压高、体积小、重量轻、比能量高及优良的高低温性能，它的缺点就是需保护电路，防止电芯过充过放，现已大量用于工作电压为3.6V的手机电池中;②、镍氢电池优点：它无污染以及比能量高于镍镉电而取代镍镉电用于许多手机电池中;③、镍镉电池的优点就是具有优良过充、过放及大电流充/放电特征，但由于比能量低及有污染而被淘汰（不用于手机）。

7、名词术语：①、开路电压：开路电压是两极之间所联接的外线路处于断路时，两极之间的电位差；②、电芯内阻：又称全内阻，是指电流通过电池内部时所受到的阻力；③、终止电压：电压下降到不宜再继续放电的最低工作电压称为终止电压；④、电池容量：电池的容量是指一定放电制度下（I放、T放、V终一定）从电池获得电量的值，单位常用安培小时（Ah）表示；⑤、充电电压：蓄电池放电后，用一个大于开路电压的直流电源对它进行充电时所选择的电压就是充电电压；8、电池的连接根据手机电池的电压与容量的需求，可以把电芯做串、并、混联三种。

a、串联电压升高、容量不变b、并联电压基本不变、容量升高c、混联电压、容量均升高9、电芯在操作过程中的注意事项：a、电芯正负极不可通过金触物导通或将正负极导通，否则将可能出现短路起火、爆炸等异常；b、锂电芯正负极的识别：钢壳：外壳通常为负极，极冒为正极；铝壳：外壳通常为正极，极冒为负极；聚合物锂离子电池：铝带（即要点焊一片镍带的一端）为正极，镍带为负极（可直接焊接）10、手机电池的通用性能指标：a、电池容量（mAh）：就是电池内部储存化学能的多少，单位为毫安时，也就是放电电流乘以放电时间，电池容量越高，使用时间越长，当然休积越大。

b、电池内阻（mΩ）：内阻即电池内部各部分电阻之和，内阻大小影响电阻的输出特性，内阻值越小越好，一般在100—200之间。

c、最大充电电流（mA）：锂离子电池的最大充放电电流一般为2—A，最大充放电电流反映电池的快速充放电能力。

3C5d、高低温性能：指电池在高温55度及低温-20度的环境条件下工作性能，锂离子电池具有优良的高、低温性能，特别是高温放电性能，镍氢电池稍差。

e、使用寿命：就是电池循环使用的时间，新国标规定电池的循环充放电次数≥300次；旧标准规定为≥500次；使用寿命的长短取决于电芯的优劣（优质的电池必须选项择优质的电芯）因此，它是电池最重要的一个性能指标，也是优质电池与假冒劣质电池的显著区别。

f、抗冲击能力：指电池抗跌落、碰撞以及振动的能力，它是检测电池内部工艺及原材料的质量是否达标。

g、电池的安全性能：指电池在正常使用与异常状态时，不能起火或爆炸，要绝对保证使用者的人身及财产安全。

二、电池上常用部品：1、保护板：由于锂离子电芯过充过放电会造成永久性损坏，甚至可能发生爆炸；所以必须与保护板连在一起使用，保护板由采样电路、逻辑判断电路、输出执行电路等组成，在-40度至85度的环境下时刻准确的监视电芯的电压和充放回路的电流，即时控制电流回路的通断；PTC或TCO在高温的环境下防止电池发生恶劣的损坏，保护板通常包括控制IC、MOS开关及辅助器件NTC、ID存储器等，其中控制IC，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路沟通，当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻（数十毫秒）控制MOS开关关断，保护电芯的安全；具体有如下一些功能。

A、过充保护：当电芯电压升到一定值时（4.4V以下），保护板会切断充电回路。

B、过放保护：当电芯电压低到一定程度值时，（2.2V以上），保护板会切断放电回路。

C、短路保护：当电池正负极两端短路时,可迅速切断回路,保护电芯.D、过流保护：当电池输出电流超过某一值时（2A左右），保护电路会切断输出回路。

E、其它辅助功能：保护板上一般还有NTC、识别电阻经及解码芯片等，主要作用是保证电池能与原装充电器正常充电与使用。

2.保护板的几项实用指标：a.导通电阻：由于通讯设备的工作频率要求较高，数据传输要求误码率低，故对电池的电流输出能力和电压稳定要求高，因此保护板的MOS开关导通时电阻要极小，通常在30毫欧内，如太大会导致通讯设备工作不正常，如手机突然掉线，电话接不通，嗓声等现象。

b.自耗电流：保护板的自耗电流直接影响电池的待机时间，通常规定保护板的自耗电流小于10微安。

c.电流能力：通讯设备的待机电流很小但通话电流要求很大，保护板必须能轻松地通过较大的待续电流。

d.耐压：电池极有可能被误置于高电压环境，因此保护板必须能承受12V直接电压和2KV静电环境。

e.机械性能、温度适应能力：保护板必须通过国标规定的震动、冲击试验，保护板在-40—85度能安全工作。

3、NTC电阻是指负温度系数电阻，也称为热敏电阻其工作原理：温度升高，其阻值下降使用电设备或充电设备及时反应，控制内部中断而停止充电。

4、ID存储器为单线接口存储器，即身份识别的意思，它主要是存储电池种类、生产日期等信息可起到产品的可追溯和应用的限制。

5、PTC温度系数保险丝a.采用高分子材料聚合通过严格工艺制成，由聚合物树脂及分布在里面的导电粒子组成，在正常情况下，导电粒子成线状导通通路PTC，呈低阻抗，电路中有过流发生时，流经聚合物自复保险丝的大电流所产生的热量足以使聚合物树脂基体隔化，体积膨胀，因而切断导电粒子形成的通电回路，阻抗迅速升高使电路电流减小到约为零，故障排除后，树脂重新冷却，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，器件恢复为低阻抗，因此有人称它为可恢复保险丝或自复保险丝。

b.PTC串联在电路中，正常情况下呈极低电阻（数十毫欧），当电路出现故障导致电流异常增大（比如短路、外来高压冲击等）时，则会在很短时间内（1—2秒）产生内部高温而转变成较大的电阻（阻值随电压不同会不同），把电路电池电流限制在一个极小值，通常叫做切断，而当故障解除后其阻值又会恢复到初始状态，保证电路正常工作。

三.电芯的结构1. 电芯分类a.卷绕式b.碳包式2. 隔膜分类a.ER电芯使用隔膜材质为：玻纤隔膜（0.18MM.300℃-400℃）。

b.CRli-ion使用隔膜材质为：PP隔膜（0.18MM.120℃-160℃）备注：隔膜超过一定的温度会造成电芯放电能力差。

3. 电芯受挤压易产生的弊端a.隔膜破b.正负极短路c.正负极开裂，掉粉。

4. 生产过程中易造成电芯受挤压类型a.超压受挤压b.存放受挤压。

c.组装时受材料挤压。

d.锡珠，锡渣未清洁干净受挤压。

e.手指甲过长受挤压。

f.塑胶件有批锋受挤压。

5.电芯标准电压分布a.CR 3.0V 锂锰b.ER 3.6V 锂亚c.li-ion 3.7V 可充二次电池6.电芯的密封状态a.全密封（锂亚电芯为全密封）b.半密封（li-ion,Ni-MH为半密封）7.电芯外部结构分类(硬壳/软包)a.铝壳电芯（外壳为“＋”极），钢壳电芯（外壳为“－”极）为硬壳类。

b.铝塑膜为软包（锂离子电芯/聚合物电芯）。

8. 电芯短路分类。

a.内部短路b.外部短路四．锂离子电池简介。

1.常见电池分类一次电池（不可充电电池）金属锂电池：锂锰电池、锂亚电池、锂铁电池干电池：锌锰干电池、碱性锌锰电池贮备电池：银锌电池二次电池（可充电电池）可充电电池：铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锌空气电池、液态锂离子电池、聚合物锂离子电池其它电池（只能发电，不能储电）燃料电池：氢氧燃料电池、直接甲醇燃料电池太阳能电池：单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池、光敏化学太阳能电池2.锂离子电池分类按外壳材质分类钢壳锂离子电池、铝壳锂离子电池、软包装锂离子电池按外壳形状分类方形锂离子电池、圆柱锂离子电池、扣式锂离子电池按正极材料分类钴酸锂锂离子电池、锰酸锂锂离子电池、磷酸铁锂锂离子电池、三元材料锂离子电池按电解液状态分类液态电解液锂离子电池、聚合物电解质锂离子电池3.不同外壳锂离子电池介绍钢壳锂离子电池：早期锂离子电池大多为钢壳，多用于手机电池，后由于钢壳重量比能量低，且安全性差，逐步被铝壳和软包装锂离子电池所替代。

目前仍有一些小厂采用钢壳制作B品手机电池。

铝壳锂离子电池：铝壳锂离子电池由于质量较轻且安全性稍优于钢壳锂离子电池，目前已成为手机电池的主力军。

由于铝壳开模成本较高，因此型号比较少，主要型号集中于一些常见手机电池型号。

软包装锂离子电池：软包装锂离子电池由于其质量轻，开模成本较低，安全性高等优点，逐步在扩大其市场份额。

主要应用于数码产品，目前也逐渐往手机、笔记本电脑、电动工具等市场发展。

可以预见在未来几年内软包装锂离子电池的市场份额还将继续稳步扩大，应用范围更加广泛。

4.不同形状锂离子电池介绍方形锂离子电池：方形为最常见的锂离子电池形状，覆盖大部分领域圆柱形锂离子电池：圆柱形锂离子电池多用在笔记本电脑和电动工具当中，外壳为钢壳，目前也有少量采用软包装外壳扣式锂离子电池多用于备用电源，或替代扣式锂一次电池5.锂离子电池主要材料构成正极材料（钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴酸锂等及其混合物）负极材料（人造石墨、改性天然石墨等）隔膜材料（聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或两者的复合膜）电解液（EC、PC、DEC、DMC、EMC等溶剂和六氟磷酸锂配成的溶液）正负极端子（正负极耳）外壳（钢壳、铝壳、铝塑膜）6.锂离子电池应用便携式计算机新型手机数码相机摄像机掌上游戏机/MP3、MP4播放器电动工具电动自行车电动汽车锂离子电池应用市场情况及预测7.铝壳锂离子电池供应商国内主要铝壳锂离子电池供应商A级：比亚迪、力神、光宇B级：比克、邦凯、华粤宝、慧通天下等国外主要铝壳锂离子电池供应商三洋、松下、NEC、LG、三星等8.圆柱锂离子电池供应商国内主要圆柱锂离子电池供应商A级：比亚迪、力神、华粤宝B级：比克、创明、德朗能、豪鹏等国外主要圆柱锂离子电池供应商三洋、SONY、松下、LG、三星等9.软包装锂离子电池供应商国内主要软包装锂离子电池供应商A级：优科、精进、力神、光宇B级：TCL 、邦凯、美拜、海太阳、金色能源等国外主要软包装锂离子电池供应商SONY、ATL、三洋、LG、三星等10.锂离子电池安全问题的原因目前广泛使用的锂离子电池正极材料为钴酸锂，钴酸锂理论可容量为270mAh/g，但是实际只能发挥135-140mAh/g的容量，过多的发挥会破坏其材料结构。