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锂离子电池总课件(2)(1).pdf

发布:2021-10-30约11.8万字共398页下载文档
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锂离子电池原理与工艺 课程介绍 1.本课程为新能源材料与器件专业选修课程。 2. 本课程与培养目标的关系是:本课程是实现专业培养目标的 课程体系中的重要组成部分之一,本课程可以实现培养要求 中的“掌握新能源材料与器件产品的制备、材料加工、材料 组织结构和性能测试分析,以及应用等方面的基础知识、基 本原理和基本实验技能。”知识和能力要求。 3.课程主要讲述的内容为:锂离子电池的基本概念、基本原理 和相关工艺,以及锂离子电池的组成、结构、性能、设计、 分析测试方法、最新进展及国内外产业化发展趋势。 课程考核和计分方式 1.考核方式:闭卷考试 2 .成绩记入: 60%平时成绩,40%课终考试成绩。 课程内容和时间安排 一、化学电源的原理及类别 二、锂离子电池的原理、特点及技术 三、正极材料的类别、性能及储锂原理 四、负极材料的类别、性能及储锂原理 课程内容和时间安排 五、电解质体系 六、隔膜及其他材料 七、锂离子电池生产工艺 主要参考书 • 《锂离子电池原理与关键技术》 黄可龙、王兆翔、刘素琴编,化学工业出版社,2008年 • 《锂离子电池:应用与实践》 吴宇平等编,化学工业出版社,2006年 • 《锂离子电池电解质》 郑洪河编,化学工业出版社,2006年 • 《锂离子电池安全性:原理、设计与测试》 杨德才编,,电子科技大学出版社,2012年 ——部分资料来源于网络 第一章、化学电源 1.1 基本概念 • 能源(energy ) 电源( power source) • 电源 电池( cell or battery ) • Question: Are lithium ion batteries a kind of energy? 化学电源是把化学能转换成电能的装置。 化学电源组成: 1、正极 负极 2、电解质和隔膜 3、电池壳、极耳 化学电源涉及到的化学反应是氧化还原反应。 氧化还原反应是分别在电池两极同时进行。 电子通过外线路转移。 离子通过电解质转移。 正极 负极 阳极 阴极 原电池与电解池 充电与放电 电池术语与及使用基本常识 容量 • 电池在一定放电条件下所能给出的电量称为电池的容量,以符 号C表示。常用的单位为安培小时,简称安时(Ah )或毫安时 (mAh)。 • 电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。 • 理论容量是把活性物质的质量按法拉第定律计算而得的最高理 论值。为了比较不同系列的电池,常用比容量的概念,即单位 体积或单位质量电池所能给出的理论电量,单位为Ah/kg ( mAh/g)或Ah/L(mAh/cm3) 。 • 实际容量是指电池在一定条件下所能输出的电量。它等于放电 电流与放电时间的乘积,单位为Ah ,其值小于理论容量。 • 额定容量也叫保证容量,是按国家或有关部门颁布的标准,保 证电池在一定的放电条件下应该放出的最低限度的容量。 内阻 • 电流通过电池内部时受到阻力,使电池的电压降低,此 阻力称为电池的内阻。 • 电池的内阻不是常数,在放电过程中随时间不断变化, 因为活性物质的组成、电解液浓度和温度都在不断地改 变。 • 电池内阻包括欧姆内阻和极化内阻,极化内阻又包括电 化学极化与浓差极化。内阻的存在,使电池放电时的端 电压低于电池电动势和开路电压,充电时端电压高于电 动势和开路电压。 • 欧姆电阻遵守欧姆定律;极化电阻随电流
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