《锂电知识培训》课件

锂电知识培训锂电池是现代科技的基石，广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域本课程旨在提供锂电池的基本知识，涵盖材料、结构、性能、应用等方面，为学员构建锂电池全面的知识框架课程背景介绍锂电池的重要性锂电池技术发展

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22.锂电池作为一种新型储能技术近年来，锂电池技术取得了长，在电动汽车、消费电子和储足的进步，能量密度和功率密能等领域发挥着越来越重要的度不断提升，成本也逐步降低作用锂电池市场规模锂电池产业链

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44.随着新能源汽车的快速发展和锂电池产业链涵盖原材料、电储能市场需求的增加，全球锂池制造、电池应用和回收利用电池市场规模持续扩大等环节锂电池知识概述高能量密度广泛应用循环寿命长技术革新锂电池具有高能量密度，这意锂电池广泛应用于电动汽车、锂电池具有较长的循环寿命，锂电池技术不断革新，新材料味着它们可以在更小的空间内消费电子、储能等领域，推动可以反复充放电数百次或数千和新工艺的应用提升了电池性存储更多能量了绿色低碳发展次，使用寿命更长能，降低了成本锂电池的组成结构锂电池主要由正极、负极、电解质、隔膜和外壳组成正极和负极材料是电池能量存储和释放的关键电解质负责锂离子的传导，隔膜防止正负极直接接触外壳则起到保护和密封的作用正极材料的种类和特性锂钴氧化物（）锂锰氧化物（）LiCoO2LiMn2O4具有高能量密度和循环寿命，但安全性高，成本低，但能量密度成本较高，安全性相对较低较低，循环寿命有限锂镍钴锰氧化物（）磷酸铁锂（）NCM LiFePO4综合性能优越，能量密度高，循安全性极高，循环寿命长，成本环寿命长，安全性好，成为主流低，但能量密度相对较低正极材料负极材料的种类和特性石墨硅石墨是目前最常用的负极材料其具有优异的硅具有高理论容量，但体积膨胀较大，易导致导电性和电化学性能，成本低廉，但容量较低电池循环性能下降，循环性能一般锡钛酸锂锡的理论容量比石墨高，但循环性能较差，目钛酸锂具有优异的安全性能和长循环寿命，但前主要用于混合材料容量较低电解质的种类和特性液体电解质固态电解质液体电解质是最常见的锂电池电解质它们具有较高的离子电导率，可实现电池快速充放固态电解质具有更高的安全性，不易燃不易爆但是，固态电解质的离子电导率普遍较低电但是，液体电解质存在安全隐患，易燃易爆，导致电池的充放电速度较慢隔膜的种类和特性锂电池的工作原理锂离子迁移1在充放电过程中，锂离子在正负极之间移动电子流动2电子通过外电路从负极流向正极化学反应3正负极材料发生氧化还原反应能量转换4化学能转化为电能，反之亦然锂电池的工作原理基于锂离子在正负极材料之间的可逆迁移和电子在外部电路中的流动当电池充电时，锂离子从正极材料脱嵌并嵌入到负极材料中，同时电子从正极流向负极，完成充电过程放电时，锂离子从负极脱嵌并嵌入到正极材料中，电子从负极流向正极，完成放电过程充放电过程及其特点充电过程1锂离子从正极材料中脱出，经过电解质迁移到负极材料，在负极材料表面嵌入该过程会使正极材料的电势降低，负极材料的电势升高放电过程2锂离子从负极材料中脱出，经过电解质迁移到正极材料，在正极材料表面嵌入该过程会使负极材料的电势降低，正极材料的电势升高特点3充电和放电过程可逆，理论上可以反复进行多次•充放电效率受多种因素影响，包括电解质的性质、电流大小、温度•等充放电过程会产生热量，需要采取有效的散热措施•能量密度和功率密度安全性能及其评估方法热失控短路过充过热锂电池存在热失控风险，可能内部短路可能导致电池过热，过充会导致电池内部压力升高高温环境下，电池性能下降，导致起火或爆炸甚至起火，可能发生爆炸寿命缩短，甚至发生热失控常见的锂电池化学体系磷酸铁锂电池三元锂电池

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22.安全性高，循环寿命长，成本能量密度高，充放电性能优异较低，主要应用于电动汽车、，但安全性相对较低，主要应储能等领域用于消费电子产品和电动汽车锰酸锂电池钴酸锂电池

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44.成本低，循环寿命较长，但能能量密度最高，但成本高，循量密度相对较低，主要应用于环寿命较短，主要应用于小型低速电动车和储能等领域电子产品和高性能电动汽车锂电池的主要应用领域电动汽车消费电子储能其他应用锂电池在电动汽车领域应用广手机、平板电脑、笔记本电脑锂电池储能系统可以稳定电网锂电池在航空航天、医疗设备泛，提供动力，推动汽车发展等，锂电池提供能量，满足便，提高能源利用效率，助力可、机器人等领域都有着广泛的携式电子设备需求再生能源发展应用电动汽车用锂电池的特点高能量密度高功率密度电动汽车需要长续航里程，因此锂电池必须具有高能量密度，以储电动汽车需要快速加速和爬坡能力，因此锂电池必须具有高功率密存更多能量度，以快速释放能量长循环寿命高安全性电动汽车需要频繁充电和放电，因此锂电池必须具有长循环寿命，电动汽车对安全性能要求极高，因此锂电池必须具有良好的安全性以保证电池性能稳定，以防止电池发生爆炸或起火消费电子用锂电池的特点体积小，重量轻高能量密度消费电子产品对电池的尺寸和重消费电子设备需要长时间的续航量要求严格，锂电池具有体积小能力，锂电池的高能量密度可以、重量轻的优势，非常适合这类提供更长的使用时间应用循环寿命长安全性高消费电子产品的使用频率高，锂锂电池的安全性是消费电子应用电池的循环寿命长，可以满足频中重要的考量因素，锂电池在安繁充电的需求全性能方面经过了严格的设计和测试，保证了使用安全储能用锂电池的特点规模化应用可再生能源储能锂电池通常用于大型电网储能，为稳定电与太阳能、风能等可再生能源结合，解决间歇网运行提供支持性发电问题循环寿命长安全可靠储能应用需要电池具备较长的循环寿命，以确储能系统对安全要求极高，需采用高安全性能保长期稳定运行的锂电池锂电池的制造工艺流程锂电池的制造工艺流程复杂，涉及多个步骤，需要严格控制每一个环节材料制备1正极、负极、电解质和隔膜极片涂布2将活性材料均匀涂布在集流体上极片卷绕3将正负极片卷绕成电芯形状电芯组装4将卷绕好的极片与隔膜、电解质等组装成电芯老化测试5对电芯进行老化测试和性能测试每个步骤都对电池的性能和安全性至关重要电池模组和电池包的设计模组结构电池包结构

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22.电池模组通常由多个单体电池组成，并通过焊接或其他连接方式电池包通常由多个电池模组组成，并通过电子控制系统和冷却系串联或并联起来统连接在一起设计要点功能设计

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44.电池模组和电池包的设计需要考虑安全性、可靠性、性能、成本电池包的设计还需要考虑电池管理系统，用于监控电池的BMS等多方面的因素电压、电流、温度等参数，并提供保护和管理功能电池管理系统的功能BMS电池状态监测充电管理放电管理安全保护监控电池组电压、电流、温度控制充电电流、电压，优化充根据负载需求，控制放电电流监测电池组温度，防止电池过等参数，判断电池组的健康状电过程，提高充电效率和安全，避免电池过放，延长电池寿热或过冷，保障电池安全况性命电池测试与检测技术性能测试安全性能测试环境适应性测试测试锂电池容量、功率、循环测试电池的短路性能、过充过测试电池在不同温度、湿度、寿命、倍率性能等指标测试放性能、热稳定性、机械强度振动、冲击等环境条件下的性方法包括恒电流充放电测试、等指标测试方法包括短路测能变化测试方法包括高温高循环寿命测试、倍率性能测试试、过充过放测试、热失控测湿测试、低温测试、振动测试试、跌落测试、冲击测试锂电池的使用和维护注意事项正确充电温度控制使用原装充电器，避免过度充电或放电锂电池在高温或低温环境下性能会下降，应注意温度控制妥善存放安全回收避免在潮湿、高温或阳光直射的环境中存放锂锂电池属于危险品，应妥善回收处理，避免随电池意丢弃锂电池行业的发展趋势高能量密度快速充电锂电池不断提升能量密度，满足锂电池快速充电技术的发展，缩电动汽车等对续航里程的要求短充电时间，提高用户体验安全性提升循环寿命延长锂电池的安全性得到重视，通过锂电池的循环寿命不断提高，降材料创新和技术改进，降低安全低电池更换频率，延长使用周期风险新型锂电池技术介绍固态电池锂硫电池锂空气电池金属锂电池固态电池采用固体电解质，安全锂硫电池以硫作为正极材料，理锂空气电池以空气中的氧气作为金属锂电池采用金属锂作为负极性能更高，能量密度更高，耐低论能量密度高，成本低廉目前正极材料，具有极高的理论能量材料，具有更高的能量密度，但温性能更好固态电池正在积极，锂硫电池技术面临着循环寿命密度，有望成为下一代电动汽车安全性仍需改进金属锂电池技研发中，未来有望取代传统锂离短、充放电速率慢等挑战，但未的理想电池目前，锂空气电池术的研究方向主要集中在如何提子电池来发展潜力巨大技术面临着效率低、循环寿命短高其安全性、循环寿命和充放电等挑战，需要进一步突破效率固态电池的特点和优势高安全性高能量密度快速充电循环寿命长固态电池采用固态电解质，不固态电池的体积能量密度比锂固态电池的离子电导率高，可固态电池的循环寿命更长，能易发生泄漏或燃烧，安全性更离子电池更高，可实现更长的实现更快的充电速度够承受更多次的充放电循环高续航里程镍氢电池和铅酸电池的比较镍氢电池和铅酸电池是常见的化学电池类型，它们在应用领域和性能方面存在显著差异

1.21000电压循环寿命镍氢电池单体电压约为，铅酸电池镍氢电池的循环寿命比铅酸电池高，通常

1.2V单体电压约为可达次循环2V100020%50能量密度自放电率镍氢电池的能量密度约为铅酸电池的镍氢电池的自放电率比铅酸电池低，通常为每天自放电率约为20%50%燃料电池技术的发展现状技术进步应用领域拓展

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22.燃料电池效率不断提高，成本燃料电池技术应用范围不断扩逐步降低大，包括汽车、电力、船舶等政策支持挑战与机遇

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44.各国政府加大对燃料电池技术氢能基础设施建设和氢气制备的研发和推广力度成本是主要的挑战锂电池回收利用的重要性环境保护资源再利用经济效益锂电池含有重金属和有毒物质，如果随意丢锂电池中的金属材料可以回收再利用，减少回收利用可以降低生产成本，提高经济效益弃会污染环境，回收利用可以减少污染对自然资源的消耗锂电池产业政策法规国家标准产业政策中国制定了严格的锂电池安全标政府鼓励锂电池产业发展，例如准，例如，确保《新能源汽车产业发展规划》，GB31485-2015电池质量和安全推动锂电技术进步和市场应用环保法规国际合作锂电池的回收利用受到严格监管中国积极参与国际锂电池标准制，例如《废弃电器电子产品回收定和合作，例如参与标准制定IEC处理管理条例》，推动循环经济，推动全球锂电产业协同发展发展培训课程总结及QA本次培训课程系统讲解了锂电池的基本知识、应用领域、发展趋势和安全使用等方面内容希望通过本次培训，大家能够更好地了解锂电池，并能够在日常生活中安全使用和维护锂电池在课程结束后，我们将安排时间进行问答环节，欢迎大家提出问题我们将尽力解答您的疑问，帮助您更好地理解和应用锂电池知识。