锂离子电池总课件(2)(1).pdf
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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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