Tag: 锂电池

2024-4-22

按照储存介质划分，储能技术主要分为机械类储能、电器类储能、化学类储能等，各种储能方式各有优缺点，适应不同应用场景，其中锂离子电池由于其能量密度高、充放电效率高、响应速度快、产业链配备完善、不受地域限制等优点，有望成为发展的主流技术。而锂离子储能模组PACK技术则是锂离子电池最为重要的技术手段。 什么是储能电池PACK？ 锂离子电池PACK又称电池模组，是一种锂离子电池的制作工艺，是指将多个锂离子单体电芯组通过并串联的方式连接而成，按照客户要求组成某一特定形状，其主要原理是将电池芯片、电池管理系统、电池管理芯片等组件整合在一起，形成一个完整的电池组，以实现能量的储存和输出。储能电池PACK最重要的技术体现在整体结构设计、焊接和加工工艺控制、防护等级、主动热管理系统等，其被广泛应用于电网调峰、电动交通和分布式能源等领域。 锂电池PACK的组成 锂电池PACK的特点 PACK电池包对电池的四种保护

2024-4-15

1. 容量（Capacity，单位：Ah） 这是大家比较关心的一个参数。电池容量是衡量电池性能的重要性能指标之一，它表示在一定条件下（放电率、温度、终止电压等）电池放出的电量（可用JS-150D做放电测试），即电池的容量，通常以安培·小时为单位（简称，以A·H表示，1A·h=3600C）。例如一个电池为48V 200ah,那么就是说该电池可以存储48V*200ah=9.6KWh,即9.6度电。电池容量按照不同条件分为实际容量、理论容量与额定容量。实际容量指在一定的放电制下（一定沉度，一定的电流密度和终止电压），电池所能给出的电量。实际容量一般都不等于额定容量，它与温度、湿度、充放电倍率等直接相关。一般情况下，实际容量比额定容量偏小一些，有时甚至比额定容量小很多；理论容量指的是活性物质全部参加电池反应所给出的电量。即最理想状态下的容量；额定容量是指铭牌上所标明的电机或电器在额定工作条件下能长期持续工作的容量。通常对变压器指视在功率，对电机指有功功率，对调相设备指视在功率或无功功率，单位为VA，kVA，MVA；应用中，极板的几何尺寸、终止电压、温度、放电率等对电池容量都会产生影响，比如北方的冬季，如果在室外使用手机，电池容量会迅速下降。 2. 能量密度(Energy Density, 单位：Wh/kg或Wh/L) 能量密度，电池能量密度，对于给定的电化学储能装置，所能充入的能量与储能介质的质量或体积之比。前者称“质量能量密度”，后者称“体积能量密度”，单位分别为瓦·时/千克Wh/kg，瓦·时/升Wh/L。这里的电量，是上面提到的容量(Ah)与工作电压(V)的积分。在应用的时候，能量密度这个指标比容量更具有指导性意义。基于当前的锂离子电池技术，能够达到的能量密度水平大约在100~200Wh/kg，这一数值还是比较低的，在许多场合都成为锂离子电池应用的瓶颈。这一问题同样出现在电动汽车领域，在体积和重量都受到严格限制的情况下，电池的能量密度决定了电动汽车的单次最大行驶里程，于是出现了“里程焦虑症”这一特有的名词。如果要使得电动汽车的单次行驶里程达到500公里(与传统燃油车相当)，电池单体的能量密度必须达到300Wh/kg以上。锂离子电池能量密度的提升，是一个缓慢的过程，远低于集成电路产业的摩尔定律，这就造成了电子产品的性能提升与电池的能量密度提升之间存在一个剪刀差，并且随着时间不断扩大。 3. 充放电倍率(Charge/Discharge rate, 单位：C) 充放电倍率是充电快慢的一种量度。这个指标会影响锂离子电池工作时的连续电流和峰值电流，其单位一般为C(C-rate的简写)，如1/10C，1/5C，1C，5C，10C等。例如电池的额定容量是20Ah，如果其额定充放电倍率是0.5C，那么就意味着这个电池，可以以20Ah*0.5C=10A的电流，进行反复的充放电，一直到充电或放电的截止电压。如果其最大放电倍率是10C@10s，最大充电倍率5C@10s，那么该电池可以以200A的电流进行持续10秒的放电，以100A的电流进行持续10秒的充电。 充放电倍率指标定义的越详细，对于使用时的指导意义越大。尤其是作为电动交通工具动力源的锂离子电池，需要规定不同温度条件下的连续和脉冲倍率指标，以确保锂 离子电池使用在合理的范围之内。 4. 电压(Voltage, 单位：V) 锂离子电池的电压，有开路电压、工作电压、充电截止电压、放电截止电压等一些参数。开路电压就是电池外部不接任何负载或电源，测量电池正负极之间的电位差，此即为电池的开路电压。工作电压就是电池外接负载或电源，处在工作状态，有电流流过时，测量所得的正负极之间的电位差。工作电压与电路组成情况以及设备的工作状态相关，是变化值。一般来说，由于电池内阻的存在，放电状态时的工作电压低于开路电压，充电时的工作电压高于开路电压。充/放电截止电压是指电池允许达到的最高和最低工作电压。超过了这一限值，会对电池产生一些不可逆的损害，导致电池性能的降低，严重时甚至造成起火、爆炸等安全事故。 5.…

2024-3-18

电池是现代科技中不可或缺的能源储存装置，种类繁多，用途广泛。根据不同的分类方式，电池可以被分为多种类型。 一次性电池 按照电池的充电方式，可以将电池分为一次性电池和重复性充电电池。一次性电池，也称为原电池，是一种不能充电循环使用的电池。如常见的碳性电池、碱性电池、糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、纽扣电池(扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池)、锌空气电池、一次锂锰电池等、水银电池。 1.碳性电池 碳性电池全称：中性锌-二氧化锰干电池（zinc-manganese dry battery），属于化学电源中的原电池，是一种一次性电池。 因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物，所以也叫做干电池，这是相对于具有可流动电解质的电池说的。碳性电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等，而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域。碳性电池主要用于低耗电电器，如钟表，无线鼠标等，大耗电电器应该用碱性电池，如相机，某些相机碱性也撑不住，那就需要用镍氢。 https://baike.baidu.com/item/%E7%A2%B3%E6%80%A7%E7%94%B5%E6%B1%A0/2582914?fr=ge_ala 2.碱性蓄电池 碱性蓄电池，即电解液是碱性溶液的一种蓄电池。碱性蓄电池具有体积小，机械强度高、工作电压平稳、能大电流放电、使用寿命长和宜于携带等特点。以氢氧化钠、氢氧化钾溶液作电介质的蓄电池。 一般用于通信、电子计算机、小功率电子仪器作直流 电源;也适用于变、配电所继电保护、断路器分合闸 和信号回路的直流电源。 https://baike.baidu.com/item/%E7%A2%B1%E6%80%A7%E8%93%84%E7%94%B5%E6%B1%A0/8216878?fr=ge_ala 3.锌锰电池 电解质溶液通常制成凝胶状或被吸收在隔离层等载体上，呈不流动状态，故又称干电池。锌–锰电池是历史最悠久的原电池，是民用电池的主导产品。 https://baike.baidu.com/item/%E9%94%8C%E2%80%93%E9%94%B0%E7%94%B5%E6%B1%A0/55475344?fr=ge_ala 4.纽扣电池 纽扣电池（button…

2024-3-11

在锂电池的生产过程中，平面毛刺和端面毛刺是常见的质量问题，它们不仅影响电池的外观质量，还可能对电池的性能和安全性造成严重影响。我们通过分析锂电池平面毛刺和端面毛刺的区别及其形成原因，探讨这两种毛刺对锂电池性能和安全性的影响，并提出了一系列有效的解决方案，旨在为锂电池生产过程中的质量控制提供参考。 二、锂电池平面毛刺和端面毛刺的区别 平面毛刺 平面毛刺是指在锂电池极片平面部分形成的毛刺。在锂电池的生产过程中，极片需要经过多次分切、冲裁等工序，这些工序中的不合理参数设置、刀具磨损、材料本身的问题等都可能导致平面毛刺的产生。平面毛刺的普遍性较高，在每个生产批次中大都会存在不同程度的平面毛刺问题。 端面毛刺 端面毛刺是指在锂电池极片端面部分形成的毛刺。与平面毛刺类似，端面毛刺的产生也与生产工艺、刀具磨损、材料性质等因素有关。由于端面毛刺的位置较为特殊，一旦形成，很难通过简单的后续处理来消除，因此其普遍性也相对较高。 三、锂电池平面毛刺和端面毛刺对性能和安全性的影响 对性能的影响 平面毛刺和端面毛刺的存在会导致锂电池的内部电阻增大，从而降低电池的充放电效率。同时，毛刺还可能刺穿电池内部的隔膜，导致电池短路，进一步影响电池的性能。 对安全性的影响 毛刺的存在可能刺穿电池内部的隔膜，导致电池内部短路，从而引发电池热失控、燃烧甚至爆炸等安全事故。此外，毛刺还可能导致电池在充放电过程中出现漏液、胀气等问题，进一步威胁电池的安全性。 四、解决方案 针对锂电池平面毛刺和端面毛刺的问题，可以从以下几个方面提出解决方案： 优化生产工艺参数 通过调整分切、冲裁等工序的工艺参数，如切割速度、切割深度、刀具间隙等，可以有效减少毛刺的产生。同时，定期对刀具进行检查和更换，确保刀具的锋利度和精度，也是减少毛刺的重要措施。 改进材料性能 选用抗剪切强度高、易加工的材料可以有效减少毛刺的产生。此外，对材料进行表面处理，如涂覆润滑剂等，也可以降低毛刺的形成几率。 加强质量检测与控制 在生产过程中加强质量检测与控制，及时发现并处理毛刺问题，可以有效避免毛刺对电池性能和安全性的影响。同时，建立完善的质量管理体系和追溯机制，对于提高产品质量和市场竞争力具有重要意义。 研发新型加工技术…

2024-3-4

一、引言 随着科技的不断进步，锂电池在我们的日常生活和工作中发挥着越来越重要的作用。作为锂电池制造过程中的关键环节，涂布工艺对于保证锂电池的性能和安全性具有举足轻重的地位。然而，在实际生产过程中，经常会出现锂电池涂布轻微细小裂纹的问题，这不仅影响了锂电池的美观，更重要的是可能对其性能和安全性产生负面影响。因此，本文旨在深入探讨锂电池涂布轻微细小裂纹的原因及应对策略，以为相关企业和研究人员提供有益的参考。 二、锂电池涂布轻微细小裂纹的原因分析 涂布材料是影响涂布质量的关键因素之一。如果涂布材料的成分不稳定、粘度不适中或固含量不达标等，都可能导致涂布时出现裂纹。此外，涂布材料与基材之间的附着力不足也是导致裂纹出现的一个重要原因。 涂布工艺参数的调整对于涂布质量的控制至关重要。例如，涂布速度、温度、湿度等参数的调整不当，都可能导致涂布时出现裂纹。此外，涂布过程中各工艺参数的匹配度也是影响涂布质量的重要因素。 涂布设备的问题也可能导致涂布裂纹的出现。例如，涂布辊的表面粗糙度、涂布辊与基材之间的压力等参数控制不当，都可能影响涂布质量。此外，设备维护不当或设备老化也可能导致涂布裂纹的出现。 环境因素也可能影响涂布质量，例如环境的温度、湿度等参数控制不当，也可能导致涂布时出现裂纹。此外，环境中的尘埃、杂质等污染物也可能对涂布质量产生负面影响。 三、应对策略 针对以上问题，可以从以下几个方面入手解决： 1. 严格控制涂布材料的质量 选择质量稳定、性能优良的涂布材料，并严格控制其成分、粘度、固含量等参数，以保证涂布质量。此外，应加强涂布材料与基材之间的附着力测试，以确保涂布材料与基材之间的附着力达到要求。     2. 调整涂布工艺参数 根据实际情况，合理调整涂布工艺参数，例如涂布速度、温度、湿度等，以保证涂布质量。同时，应加强各工艺参数之间的匹配度调整，以提高涂布质量。 3. 保证设备的良好状态 定期检查和维护涂布设备，保证设备的各项参数处于正常状态，例如涂布辊的表面粗糙度、涂布辊与基材之间的压力等。对于老化的设备应及时进行更换或升级，以保证涂布过程的稳定性和可靠性。 4.…

2024-2-26

锂电池的工作性能受温度影响较大，特别是低温环境下，其性能和安全性会受到严重影响。本文将深入探讨锂电池在低温环境下的性能影响，并提出相应的保护措施。 一、低温对锂电池性能的影响 1. 容量和能量密度 在低温环境下，锂电池的容量和能量密度会显著降低。这是由于电解液的粘度增加，离子传导速度减慢，导致锂离子在电解液中的传输效率降低。 2. 充电和放电效率 低温充电时，锂电池的充电效率降低，可能导致充电不完全。放电时，由于离子传导速度的降低，放电效率也会受到影响。 3. 循环寿命 低温充电和放电会对锂电池的循环寿命产生负面影响。由于电解液的分解和锂金属的沉积，电池的容量会逐渐降低，循环寿命缩短。 4. 安全性能 在低温环境下，锂电池的安全性能也会受到影响。过充电或过放电的情况下，电池可能会发生热失控，产生高温和高压，导致电池起火或爆炸。     二、低温锂电池的保护措施 1. 加热系统 在低温环境下，为提高锂电池的工作效率，可以引入加热系统。通过加热装置或热敏电阻等加热元件，可以有效地提高电池温度，从而改善电解液的流动性，提高离子传导速度。然而，加热系统的设计需要精确控制温度，防止过热对电池造成损害。 2.…

2024-2-18

动力电池是新能源整车的动力来源。动力电池主要分为 电池包、模组、电芯。 下图是动力电池在整车上的布置关系图 1 电池包 电池包一般是由电池模组、热管理系统、电池管理系统（BMS）、电气系统及结构件组成。 2 模组 电池模组可以理解为锂离子电芯经串并联方式组合，加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与pack的中间产品。其结构必须对电芯起到支撑、固定和保护作用。其基本组成包括：模组控制(常说的BMS从板)，电池单体，导电连接件，塑料框架，冷板，冷却管道，两端的压板以及一套将这些构件组合到一起的紧固件。其中两端的压板除了起到聚拢单体电芯，提供一定压力的作用以外，往往还将模组在电池包中的固定结构设计在上面。 模组的设计是为了方便BMS进行电芯管理，提高电池安全性，便于维护维修。就像一个国家需要分成若干省份为了方便统治治理的道理一样。 模组组成如下图。 3 电芯 电芯主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。主要工作原理是靠锂离子的在正极和负极之间的迁移实现充电和放电。充电过程需要外界能量，即电网电能，相当于把电网的电能储存在电池中；放电过程可自发完成，这个过程将储存的能量释放出来。 锂电车电池根据材料体系主要分为三类：锰酸锂、三元材料锂电池、锂酸亚铁锂。这三类电池性能各有优缺点，在市场当中也有着不同的应用。 三类锂电池材料特性对比，锰酸锂价格最低。 从上述表格中可以看到，锰酸锂材料价格最低，每吨5-6万元，相应的电池循环寿命次数、储存性能的表现也是最一般的，分别是≥300次，月衰减5%以上。三元材料锂电池材料价格每吨16-20万元，储存性能表现最好，月衰减1-2%，电池循环寿命≥600次。锂酸亚铁锂材料价格每吨15-18万元，电池循环寿命表现最好≥1500次，储存性能在三者当中表现中等，月衰减3%。 上表中提到的数值是三类锂电表现的硬性参数，锂电的安全性、稳定性、耐低温等性能同样是综合评判锂电性能的重要指标。 锰酸锂：高温性能、循环性能、储存性能较差，锰在高温情况下易分解，电池组的使用寿命短不易存储。 材料锂电池：…

2024-1-30

锂离子电池自从进入市场以来，以其寿命长、比容量大、无记忆效应等优点，获得了广泛的应用。锂离子电池低温使用存在容量低、衰减严重、循环倍率性能差、析锂现象明显、脱嵌锂不平衡等问题。 然而，随着应用领域不断拓展，锂离子电池的低温性能低劣带来的制约愈加明显。 据报道，在-20℃时锂离子电池放电容量只有室温时的31.5%左右。传统锂离子电池工作温度在-20~+55℃之间。但是许多领域要求电池能在-40℃正常工作。因此，改善锂离子电池低温性质具有重大意义。 制约锂离子电池低温性能的因素 对于影响锂离子电池低温性能因素的探讨 专家观点一：电解液对锂离子电池低温性能的影响最大，电解液的成分及物化性能对电池低温性能有重要影响。 电池低温下循环面临的问题是：电解液粘度会变大，离子传导速度变慢，造成外电路电子迁移速度不匹配，因此电池出现严重极化，充放电容量出现急剧降低。尤其当低温充电时，锂离子很容易在负极表面形成锂枝晶，导致电池失效。 电解液的低温性能与电解液自身电导率的大小关系密切，电导率大电解液的传输离子快，低温下可以发挥出更多的容量。电解液中的锂盐解离的越多，迁移数目就越多，电导率就越高。 电导率高，离子传导速率越快，所受极化就越小，在低温下电池的性能表现越好。因此较高的电导率是实现锂离子蓄电池良好低温性能的必要条件。 电解液的电导率与电解液的组成成分有关，减小溶剂的粘度是提高电解液电导率的途径之一。溶剂低温下溶剂良好的流动性是离子运输的保障，而低温下电解液在负极所形成的固体电解质膜也是影响锂离子传导的关键，且RSEI为锂离子电池在低温环境下的主要阻抗。 专家二：限制锂离子电池低温性能的主要因素是低温下急剧增加的Li+扩散阻抗，而并非SEI膜。 锂离子电池正极材料的低温特性 1、层状结构正极材料的低温特性 层状结构，既拥有一维锂离子扩散通道所不可比拟的倍率性能，又拥有三维通道的结构稳定性，是最早商用的锂离子电池正极材料。其代表性物质有LiCoO2、Li(Co1-xNix)O2和Li(Ni,Co,Mn)O2等。 谢晓华等以LiCoO2/MCMB为研究对象，测试了其低温充放电特性。 结果显示，随着温度的降低，其放电平台由3.762V(0℃)下降到3.207V(–30℃)；其电池总容量也由78.98mA·h(0℃)锐减到68.55mA·h(–30℃)。 2、尖晶石结构正极材料的低温特性 尖晶石结构LiMn2O4正极材料，由于不含Co元素，故而具有成本低、无毒性的优势。 然而，Mn价态多变和Mn3+的Jahn-Teller效应，导致该组分存在着结构不稳定和可逆性差等问题。 彭正顺等指出，不同制备方法对LiMn2O4正极材料的电化学性能影响较大，以Rct为例：高温固相法合成的LiMn2O4的Rct明显高于溶胶凝胶法合成的，且这一现象在锂离子扩散系数上也有所体现。究其原因，主要是由于不同合成方法对产物结晶度和形貌影响较大。…

2024-1-24

锂电池由正极、负极、电解质和隔膜组成。具有高能量密度、长循环寿命、低自放电率和较轻的重量等优点，因此被广泛应用于移动设备、电动车辆、储能系统等领域。 锂电池老化原因分类与影响 1、锂电池老化原因分类 锂离子电池老化是受多种因素影响的复杂过程，包括电池组装方式、环境温度、充放电倍率和放电深度等。 容量和性能的衰退通常是由多种副反应共同作用的结果，涉及多个物理和化学机制。 在实际的锂离子电池老化过程中，不同组分会发生不同的副反应或相变过程，这些过程对容量衰退有不同的影响。 锂离子电池容量衰退的主要原因包括SEI膜生长、电解液分解、自放电、电极活性材料损失和集流体腐蚀。这些因素在锂离子电池老化过程中相互作用，导致容量衰退。 研究锂离子电池老化机理的挑战在于各种副反应的复杂耦合作用。 2、锂电池老化影响 锂离子电池老化会导致充放电性能下降、可用容量衰减和热稳定性下降等问题。充放电性能下降表现为充电时间延长、放电容量减少，限制了电池的使用时间和续航能力。 可用容量衰减意味着电池能够释放的能量减少，影响了电池的使用寿命。热稳定性下降会增加电池内阻，导致发热量增加，可能引发温度升高和热失控等安全问题。 此外，老化还会增加锂离子电池组内单体之间的不一致性，影响了电池组的整体性能和寿命。 锂电池容量衰退机理 1-析锂产生的容量衰退影响分析 负极析锂是锂离子电池中重要的老化原因，指的是锂离子从电解液沉积到负极表面的过程。 它导致活性锂离子的损失，降低电池的可用容量和性能。控制和减少负极析锂对于提高电池的寿命和安全性至关重要。 析锂导致不可逆的锂离子存量损失，降低了电池的可用容量。锂枝晶的生长是导致活性锂离子损失的主要原因，如图3所示，影响电池析锂的因素有很多。 一些研究者认为，锂离子在嵌入石墨负极时的速率过慢或传输至负极的速率过快都可能引发析锂现象。 此外，低温条件下工作时，锂离子的扩散速率变缓慢，而负极工作电位与析锂电位非常接近，因此更容易发生析锂。N/P值过小、局部电极极化以及几何不匹配等因素也可能导致析锂的发生。 析锂与电池老化密切相关。在电池内部存在缺陷的情况下，电极析锂更容易发生。随着电池老化，析锂现象加速，成为电池容量下降的主要原因之一。析锂会导致负极孔隙率下降和电解质电位梯度增大，进而加速电池老化。同时，锂沉积导致活性锂离子损失，影响电池性能，如图4所示。…

2024-1-3

锂离子电池制造中有一个非常重要的工艺步骤——正负极涂布。在涂布过程中，削薄区是一个边缘区域，它可以增加电极片的活性物质比表面积，提高电池的能量密度和循环寿命。为了解决锂电池边缘效应的问题，削薄区的形成是关键。通过优化涂布工艺、涂布刀具、基材特性、活性物质性质等因素，可以有效地控制削薄区的形成。在削薄区的形成机制中，影响削薄区的因素有很多，如涂布速度、涂布厚度、溶剂挥发速度等，需要深入研究和分析。因此，削薄区的研究和优化是锂离子电池制造中的重要课题。通过遵守实验设计、数据分析、材料选择、安全问题、环境保护和交流合作等注意事项，可以确保削薄区研究和优化工作的顺利进行。锂离子电池削薄区的研究和优化对于电动汽车、储能设备等领域的发展具有重要意义。 一、削薄区的定义和作用 在锂离子电池制造中，正负极涂布是一个非常重要的工艺步骤。在正负极涂布中，削薄区是指电极片上涂布的活性物质的边缘区域，其作用是增加电极片的活性物质的比表面积，提高电极片的电化学性能，提高电池的能量密度和循环寿命，也是为了解决锂电池边缘效应带来的问题。在锂电池的循环充放电过程中，电池边缘的活性材料往往会受到较大的应力，导致电池的容量衰减和寿命缩短。因此，通过对电池边缘进行削薄处理，可以减小边缘效应对电池性能的影响，提高电池的循环寿命和能量密度。削薄区的形成对电池的性能有着重要的影响，对削薄区的研究和优化是锂离子电池制造中的重要课题。 二、削薄区的方法及优缺点 三、影响削薄区形成的因素 综合考虑这些因素，削薄区的形成是一个复杂的过程，需要深入研究和分析。 四、削薄区的优化措施 为了优化削薄区的形成，提高电极片的性能，需要从涂布工艺、涂布刀具、基材特性、活性物质性质等方面进行优化。 五、在进行削薄区的研究和优化过程中，需要注意以下几个方面的事项： 六、总结 削薄区在锂离子电池制造中起着非常重要的作用，其形成机制非常复杂，需要深入研究和分析。通过优化涂布工艺、涂布刀具、基材特性、活性物质性质等方面因素，能够有效地控制削薄区的形成，提高电极片的性能，提高电池的能量密度和循环寿命。希望通过对削薄区的研究和优化，推动锂离子电池制造技术的进步，为电动汽车、储能设备等领域的发展提供更加稳定和可靠的动力来源。