,Quality assurance,Designed to power you,*,McNair,责任 尊重 创新,1,聚合物锂电池原理、特性及安全使用注意事项,NOV 21,th,2012,McNair New Power Co.,Ltd,2,目 录,锂电池认知及原理,锂电池性能特性,锂电池常见问题,锂电池装配注意事项,锂电池安全使用注意事项,3,锂电池认知及原理,4,锂电池认知及原理,1,、电池认知：,A,、电池是一种将电能转换成化学能的一种储能设备。,常见的电池可分为两大类；一类为一次性电池（即用完后不能够再次充电重复利用的电池，常见的有：锌锰电池、碱性电池等），另一类二次性电池（即用完后可通过再次充电后重复使用的电池，常见的有：镍氢电池、镍镉电池、锂电电池等）。,B,、电池属于安规部品,。,C,、电池的使用必须满足一定的内外部条件并提供足够的保护。,D,、电池的相关安全认证标准。,UL1642/UL2054,GB18287,IEC61950-1/IEC61950-2,UN,.,5,Anode(-),Li Ion Cell,Cathode(+),Separator,Electrolyte,Cell,锂电池认知及原理,2,、锂电池原理：,锂离子电芯的反应机理是随着充放电的进行，锂离子在正负极之间嵌入和脱出，往返穿梭电芯内部而没有金属锂的存在，因此锂离子电芯更加安全稳定。其反应示意图及基本反应式如下所示：,CELL,组成部分,6,-,+,Charge:,Cathode(+),:,LiCoO,2,Li,1-x,CoO,2,+xLi,+,+xe,-,Anode(-),:,nC+xLi,+,+xe,-,LixCn,Battery reaction,:,LiCoO,2,+6C,Li,1,-x,CoO,2,+Li,x,C,6,锂电池认知及原理,充电反应原理及反应式,7,锂电池构造结构图,锂电池认知及原理,8,锂电池性能特性,锂电池认知及原理,9,1,、锂电池优缺点：,A,、优点：,a,、电压高,:,单体电池的工作电压高达,3.7-3.8V,（电芯电压最高可充到,4.2V,），是,Ni-Cd,、,Ni-H,电池的,3,倍,.,b,、比能量大,:,目前能达到的实际比能量为,555Wh/kg,左右，即材料能达到,150mAh/g,以上的比容量（,3-4,倍于,Ni-Cd,，,2-3,倍于,Ni-MH,），已接近于其理论值的约,88%,。,c,、循环寿命长：,一般均可达到,500,次以上,甚至,1000,次以上，磷酸铁锂的可以达到,2000,次以上。对于小电流放电的电器,电池的使用期限，将倍增电器的竞争力。,锂电池性能特性,10,d,、安全性能好：,无公害,无记忆效应,.,作为,Li-ion,前身的锂电池,因金属锂易形成枝晶发生短路,缩减了其应用领域：,Li-ion,中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的,Ni-Cd,电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但,Li-ion,根本不存在这方面的问题。,e,、自放电小：,室温下充满电的,Li-ion,储存,1,个月后的自放电率为,2%,左右，大大低于,Ni-Cd,的,25-30%,，,Ni,、,MH,的,30-35%,。,f,、可快速充放电：,充电,30,分钟容量可以达到标称容量的,80%,以上，现在磷铁电池可以达到,10,分钟充电到标称容量的,90%,。,g,、工作温度范围高：,工作温度为,-2555C,，随着电解液和正极的改进，期望能扩宽到,-4070C,。,锂电池性能特性,11,B,、,缺,点,：,：,a,、,衰,衰,老,老,：,：,与,其,其,它,它,充,充,电,电,电,电,池,池,不,不,同,同,，,，,锂,锂,离,离,子,子,电,电,池,池,的,的,容,容,量,量,会,会,缓,缓,慢,慢,衰,衰,退,退,，,，,与,与,使,使,用,用,次,次,数,数,无,无,关,关,，,，,而,而,与,与,温,温,度,度,有,有,关,关,。,。,可,可,能,能,的,的,机,机,制,制,是,是,内,内,阻,阻,逐,逐,渐,渐,升,升,高,高,，,，,所,所,以,以,，,，,在,在,工,工,作,作,电,电,流,流,高,高,的,的,电,电,子,子,产,产,品,品,更,更,容,容,易,易,体,体,现,现,。,。,用,用,钛,钛,酸,酸,锂,锂,取,取,代,代,石,石,墨,墨,似,似,乎,乎,可,可,以,以,延,延,长,长,寿,寿,命,命,。,。,储,储,存,存,温,温,度,度,与,与,容,容,量,量,永,永,久,久,损,损,失,失,速,速,度,度,的,的,关,关,系,系,：,：,充,电,电,电,电,量,量,储,储,存,存,温,温,度,度,0,储,存,存,温,温,度,度,25,储,存,存,温,温,度,度,40,储,存,存,温,温,度,度,60,40,60,2,/,年,4,/,年,15,/,年,25,/,年,100,6,/,年,20,/,年,35,/,年,80,/6,月,b,、,不,不,耐,耐,受,受,过,过,充,充,：,：,过,充,充,电,电,时,时,，,，,过,过,量,量,嵌,嵌,入,入,的,的,锂,锂,离,离,子,子,会,会,永,永,久,久,固,固,定,定,于,于,晶,晶,格,格,中,中,，,，,无,无,法,法,再,再,释,释,放,放,，,，,可,可,导,导,致,致,电,电,池,池,寿,寿,命,命,短,短,及,及,产,产,气,气,造,造,成,成,气,气,鼓,鼓,。,。,锂电池,性,性能特,性,性,12,c,、不耐,受,受过放,：,：,过放电,时,时，电,极,极脱嵌,过,过多锂,离,离子，,可,可导致,晶,晶格坍,塌,塌，从,而,而缩短,寿,寿命及,产,产气造,成,成气鼓,。,。,d,、需要,多,多重保,护,护机制,：,：,由于错,误,误使用,会,会减少,寿,寿命，,甚,甚至可,能,能导致,爆,爆炸，,所,所以，,锂,锂离子,电,电池设,计,计时增,加,加了多,种,种保护,机,机制。,保护电,路,路：,防止过,充,充、过,放,放、过,载,载、过,热,热。,排气孔,：,：,避免电,池,池内部,压,压强过,大,大。,隔膜特,性,性,：,有较高,的,的抗穿,刺,刺强度,，,，防止,内,内部短,路,路；在,电,电池内,部,部温度,过,过高时,还,还,能,能融化,，,，阻止,锂,锂离子,通,通过，,阻,阻滞电,池,池反应,，,，升高,内,内阻,(,至,2k),。,锂电池,性,性能特,性,性,13,2,、锂电,池,池的危,险,险性：,锂离子,电,电池在,拥,拥有优,越,越的性,能,能的反,面,面，也,有,有几个,危,危险性,：,：,A,、过充,电,电时锂,金,金属析,锂,锂到电,极,极与电,极,极间，,产,产生短,路,路，会,有,有破裂,，,，冒烟,，,，起火,的,的危险,。,。,B,、如果,过,过充电,的,的话，,电,电压会,上,上升到,4.6V,cell,以上，,元,元件达,到,到热爆,炸,炸的状,态,态，从,而,而发生,破,破裂，,冒,冒烟，,起,起火的,危,危险。,C,、因,为,为电气,容,容量大,内,内部电,阻,阻低，,所,所以外,部,部短絡,时,时通过,大,大的电,流,流，电,池,池内部,达,达到热,爆,爆炸的,状,状态，,从,从而发,生,生破裂,，,，冒烟,，,，起火,的,的危险,。,。,D,、因为,电,电解液,使,使用了,有,有机溶,剂,剂所以,有,有燃烧,的,的可能,性,性。,锂电池,性,性能特,性,性,14,锂电池,性,性能特,性,性,锂电池,常,常见问,题,题,锂电池,认,认知及,原,原理,15,锂电池,常,常见问,题,题,聚合物,锂,锂离子,电,电池生,产,产及使,用,用过程,中,中可能,出,出现的,问,问题：,1,、气胀,和,和漏液,2,、掉电,3,、容量不足,4,、无电压,/,无法充放电,5,、外观不良,6,、尺寸超标,7,、其他,16,锂电池性能,特,特性,锂电池常见,问,问题,锂电池装配,注,注意事项,锂电池认知,及,及原理,17,锂电池装配,注,注意事项,1,、电池装配,前,前准备事项,：,：,A,：所有作业,人,人员要戴好,棉,棉手套及静,电,电环；保持,台,台面整洁无,任,任何尖锐物,；,；,B,：作业台面,最,最好要用绒,布,布铺平整,无任何其它,与,与作业无关,的,的物质；,C,：在转用时,电,电池摆放整,齐,齐有序，不,能,能有堆积与,碰,碰撞电池及,划,划伤表面铝,塑,塑膜；,D,：所有焊接,电,电池使用的,恒,恒温烙铁温,度,度都必须控,制,制在,35010，,焊接时间小,于,于5,S；,18,锂电池装配,注,注意事项,2,、电池检测,操,操作过程中,注,注意事项：,A,：所有作业,员,员在测试电,压,压、内阻时,不,不能将电池,的,的极耳或引,线,线进行短路,；,；,B:,进行剪电池,极,极耳或引线,时,时剪刀不能,碰,碰伤电池表,面,面任何地方,；,；,C,：在电池下,拉,拉的时要轻,拿,拿轻放，避,免,免对电池造,成,成损伤；,D,：所有电池,在,在进行焊接,PCBA,的时要防止,烙,烙铁碰到保,护,护板的任何,元,元件或电池,表,表面铝塑膜,上,上；在焊接,引,引线的时烙,铁,铁不能烫伤,电,电池引线,;,电池的正负,极,极不能焊反,；,；,E:,在进行电池,功,功能测试时,不能将电池,的,的正负极接,反,反,更不能将电,池,池的正负极,短,短路；,19,锂电池装配,注,注意事项,3,、电池与整,机,机组装注意,事,事项,:,A,：全检所有,电,电池外观,在确保电池,外,外观良好的,情,情况下才进,行,行组装；,B:,电池在进行,组,组装前要将,每,每个电池作,好,好绝缘措施,防止电池在,组,组装过程中,发,发生短路；,C:,所有电池,组,组装后都,要,要进行确,认,认检查电,池,池表面有,无,无损伤，,有,有无被挤,压,压，有无,将,将电池正,负,负极接反,等,等，确保,每,每个电池,组,组装后的,有,有一定的,的,的空间,(3MM,以上,),；,D:,电池组装,后,后不能有,电,电池晃动,或,或不固定,的,的现象，,电,电池在整,机,机内不能,有,有接触、,靠,靠近产生,高,高温器件,或,或裸露导,电,电引线相,接,接触；,E:,电池组装,周,周围位置,必,必须平整,无,无尖锐状,物,物品相接,触,触；,F:,电池组装,后,后非试验,品,品严禁跌,落,落，跌落,后,后电池不,能,能以良品,使,使用；,G:,整机维修,时,时建议将,电,电池取下,，,，避免因,操,操作不当,损,损伤电池,。,。,20,锂电池性,能,能特性,锂电池常,见,见问题,锂电池装,配,配注意事,项,项,锂电池安,全,全使用注,意,意事项,锂电池认,知,知及原理,21,锂电池安,全,全使用注,意,意事项,1,、充电：,A,、充电电,流,流：,充电电流,不,不得超过,产,产品规格,书,书中规定,的,的最大充,电,电电流。,使,使用高于,推,推荐值电,流,流充电将,可,可能引起,电,电芯的充,放,放电性能,、,、机械性,能,能和安全,性,性能的问,题,题，并可,能,能会导致,发,发热或泄,漏,漏。,B,、充电电,压,压：,充电电压,不,不得超过,产,产品规格,书,书中规定,的,的充电电,压,压（,4.2V/,电芯）。,充,充电电压,绝,绝对不能,超,超过产品,规,规格书中,规,规定最高,的,的极限充,电,电电压。,充,充电器的,设,设计应满,足,足这个条,件,件。,充电电压,高,高于充电,极,极限电压,值,值时，将,可,可能引起,电,电芯的充,放,放电性能,、,、机械性,能,能和安全,性,性能的问,题,题，可能,会,会导致发,热,热或泄漏,并,并引起安,全,全问题。,C,、充电温,度,度,：电池必,须,须在产品,规,规格书指,定,定的环境,温,温度范围,内,内进行充,电,电。,D,、禁止反,向,向充电：,正确连接,电,电池的正,负,负极，严