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锂离子电池体系知识

人造石墨:结构稳定,循环性能好;容量较低, 价格较高。 天然石墨:容量高,加工性能好;表面结构不稳 定,易被破坏。
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锂离子电池电解液体系
有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体
组成
电解质锂盐 LiPF6 LiAsF6 LiBF4 等 有机溶剂 EC DMC EMC DEC PC 等 功能添加剂 VC PS等
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锂离子电池负极极片
负极集流体:镍带(约0.08mm厚)
负极基体:铜箔(约0.010mm厚)
负极物质:石墨+CMC+SBR
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锂离子电池负极材料
负极活性物:锂离子接受者,嵌锂化合物。
石墨:技术成熟,价格低廉。 人造石墨:A080 fsn-4等 天然石墨:BTR818、NPB272等 MCMB:结构稳定,容量偏低。 硅碳合金:容量高,循环性能差,工艺控制难。 锂钛复合氧化物:循环性能好,工作电位低。
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隔膜
材质:
PP+PE+PP 单层PE
检验标准:厚度、外观、热收缩性能
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隔膜的性能评价
透气性
一定条件下一定量气体通过隔膜所需的时间。 影响因素:厚度、结构、孔率、孔的大小
电性能
绝缘耐压性、电阻
机械强度
MD:machine direction TD:transverse direction
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穿刺强度
隔膜表面粗糙度 材料
电流切断特性(Shutdown)
Shutdown温度:PP为158度 PE为125度
浸润度
反映隔膜吸收电解液的能力。
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谢谢各位!
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粘结剂:提供活性物颗粒间以及与集流体的粘结。
SBR
抗沉淀剂:为浆料提供良好的流体性能。
CMC
导电剂:确保电子传递效果。
SP AB
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溶剂:确保粘结剂的溶解,以及活性物的润湿。

集流体:汇集电子。
铜箔
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人造石墨与天然石墨的区别:
电子传递
正极活性物材料的选择 导电剂的种类与分布 粘结剂的种类与量
离子传递
极片孔隙率
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锂离子电池负极体系
负极体系的组成 活性物材料:提供容量。 粘结剂:提供活性物材料与集流体粘结。 导电剂:提供活性物颗粒间的电子传递通道。 溶剂:溶解粘结剂,使制得浆料后具备流体特征。 集流体:提供活性物与外部连接件的电子通道。
正极活性物选择标准:
能量密度 外观形貌 杂质含量 晶相结构
粘结剂选择标准:
稳定性 分子量
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溶剂选择标准
与粘结剂的溶解度 与活性物的润湿角 沸点
集流体选择标准
导电性 表面粗糙度 柔韧性 稳定性
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锂离子电池正极结构
如何构建合理的正极极片?
安全添加剂:环己苯(CHB)、 联苯(BP) 三联苯(TP)等 成膜添加剂:碳酸亚乙烯酯(VC) 亚硫酸乙烯酯(ES) 亚硫酸丙烯酯(PS) 其他添加剂:阻燃添加剂等
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锂离子电池隔膜
隔膜的作用主要是使电池的正负极分开,另 外还具有使电解质离子通过的功能。 按制成分湿法隔膜和干法隔膜。
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锂离子电池正极极片
正极物质:钴酸锂+碳黑+PVDF
正极基体:铝箔(约0.016mm厚)
正极集流体:铝带(约0.1mm厚)
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锂离子电池正极材料
活性物:容量提供者,过渡金属氧化物。
钴酸锂:技术成熟,商品化程度高,成本较高。 镍酸锂:容量高,合成困难,工艺过程要求严格。 镍钴锰酸锂:比容较高,循环好,电导率较低,能量密度 比钴酸锂低。 锰酸锂:高安全,成本低廉,但高温循环差。 磷酸铁锂:高安全,循环性能优良,但是能量密度低,低 温性能差。
目录
1
锂离子电池正极体系
2
锂离子电池负极体系
3
锂离子电池电解液体系
4
锂离子电池隔膜
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锂离子电池正极体系
正极体系的组成 活性物材料:提供容量。 粘结剂:提供活性物材料与集流体粘结。 导电剂:提供活性物颗粒间的电子传递通道。 溶剂:溶解粘结剂,使制得浆料后具备流体特征。 集流体:提供活性物与外部连接件的电子通道。
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电解液的相关指标
密度 电导率 水分 游离酸
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有机溶剂选择标准:
介电常数:数值越大,锂盐容易解离。 粘度:数值越大,锂离子迁移阻力越大。 稳定性:PC对天然石墨不稳定。 熔沸点:电池对温度特性的要求。
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功能性添加剂:
பைடு நூலகம்
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粘结剂:确保浆料的稳定与安全,以及粘结的效果。 均为高分子化合物。
PVDF PTFE
导电剂:确保电子传递效果,一般为高导电碳材料。
SP KS-6 AB
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溶剂:溶解粘结剂,并对活性物表面进行润湿。
NMP
集流体:汇集电子。
铝箔
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