《锂电知识培训》课件

锂电知识培训欢迎来到本次锂电知识培训课程我们将深入探讨锂电池的工作原理、性能特点和应用领域,为您提供全面的锂电池知识让我们一起开启这段精彩的学习之旅吧课程目标深入了解锂电池的结构与工作原理全面掌握锂电池的制造工艺12掌握锂电池的组成、材料特性及其在工作过程中的化学反熟悉锂电池的生产流程、关键工艺参数以及质量控制要点应提升锂电池的安全性认知把握锂电池行业的发展趋势34了解锂电池的安全性隐患及其应对措施,提高使用安全意识洞察锂电池产业链的变化趋势,分析未来发展方向什么是锂电池锂电池是一种使用锂离子作为工作电池的二次电池它以锂金属或含锂化合物作为正极材料，电解质主要由含有锂离子的有机溶液组成，负极材料则通常为碳素材料与传统的铅酸电池和镍金属氢化物电池相比，锂电池具有能量密度高、工作电压高、自放电率低、无记忆效应等优点，广泛应用于电子数码、电动工具、电动汽车等领域锂电池的工作原理电子流动1锂离子在正负极材料之间来回移动,带动电子在外部电路中流动,产生电流化学反应2正负极材料发生可逆的氧化还原反应,在充电和放电过程中不断交换锂离子离子转移3电解质允许锂离子在正负极之间自由转移,同时隔离了电子流动总的来说,锂电池的工作原理就是利用可逆的电化学反应,通过锂离子的来回迁移,驱动电子在外部电路中流动,从而产生电流输出这一过程涉及电子流动、化学反应和离子转移三个关键环节锂电池的分类锂离子电池锂聚合物电池磷酸铁锂电池最广泛使用的锂电池类型,采用锂离子作为采用聚合物电解质,具有轻量、灵活性强等使用磷酸铁锂作为正极材料,具有安全性载体,具有高能量密度、长使用寿命等优特点多用于手机、笔记本电脑等便携式设高、循环寿命长等优势常用于电动车和储点广泛应用于电子设备、电动车等领域备能系统锂电池的正负极材料正极材料锂电池的正极材料通常使用镍、钴、锰等过渡金属化合物,具有较高的能量密度和循环性能负极材料锂电池的负极材料多为石墨或硅基材料,具有较高的比容量和良好的充放电循环性能材料选择正负极材料的选择对锂电池的性能、成本和安全性都有重要影响,需要综合考虑锂电池的电解质作用主要成分性能要求发展趋势锂电池的电解质负责在正负极通常由锂盐、有机溶剂和一些•离子电导率高研究新型锂盐和有机溶剂组之间传递锂离子,是实现电池添加剂组成常用的锂盐有六•化学稳定性好合,提高电解质离子电导率和充放电过程的关键部件它影氟磷酸锂LiPF

6、四氟硼酸电化学稳定性同时关注电解•电化学稳定窗口宽响电池的功率密度、能量密锂LiBF4等质的安全性、环保性和成本•毒性低、环保无害度、循环寿命和安全性能锂电池的分隔膜隔离电极高渗透性分隔膜的主要作用是隔离正负极,分隔膜需要具有高的离子传导性,防止短路,确保电池安全稳定运确保电解质在正负极之间顺利传行输机械强度热稳定性分隔膜还需要具有良好的机械强分隔膜需具备优异的热稳定性,在度,以防止破损并确保电池长期使高温环境下不会发生熔融变形用锂电池的包装结构锂电池采用多种包装结构,主要包括软包装和金属壳包装两大类软包装使用复合膜材料,轻薄便携,适用于移动设备金属壳包装则具有更高的机械强度和安全性,常见于电动工具和电动汽车等领域这些包装结构保护电池免受外界环境因素的影响,确保电池安全可靠运行锂电池的正负极材料配方5-101-3正极材料配方负极材料配方锂离子电池常用的正极材料包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂等,通常有5-10种成分配比负极材料主要有石墨、硅基负极等,一般只有1-3种成分3-530增效添加剂种类多样在正负极材料中还会添加3-5种稳定性和导电性的助剂不同应用领域下,锂电池的正负极材料配方有超过30种锂电池的制造流程原料准备电池组装收集所需的正负极材料、电解质和隔膜等原材料,经过检将正负极片、隔膜和电解质等构件有序叠层,并封装于金验和筛选属外壳内1234电极制造检测和包装将正负极材料涂覆到集流体上,经过压延、干燥、分切等对电池进行容量、安全性等全面测试,合格后才进行包装工序制成电极片入库锂电池容量及容量衰减锂电池容量锂电池的容量取决于电池材料、结构设计、生产工艺等诸多因素通常以毫安时mAh表示，也可以转换为瓦时Wh优秀的锂电池可达到数千毫安时的高容量容量衰减长期使用下，锂电池的容量会逐步降低,这称为容量衰减导致容量衰减的主要原因包括电极材料化学反应、电解质分解、隔膜老化等合理使用和维护可以最大限度延长电池使用寿命锂电池充放电特性电压特性充放电速率锂电池在充放电过程中电压会发生明锂电池的充放电速率对电池性能和使显的变化,充电过程电压逐渐升高,放电用寿命有重要影响,合理控制充放电速过程电压逐渐降低率是关键循环寿命自放电特性锂电池经过多次充放电循环后,容量会锂电池即便不使用也会缓慢放电,这种逐渐降低,循环寿命是评判电池性能的自放电特性需要合理管控以保证电池重要指标之一性能锂电池的安全性加热失控短路安全性12过度加热会导致电解质分解,引金属异物短路会引发电池内部发热失控反应,最终导致电池爆发热,严重时也会引发爆炸炸过充风险挤压和刺穿34过度充电会造成电极内部化学外部挤压或刺穿会穿透电池隔变化,加剧电池破坏,危及安膜,引发电池内部短路,极易发全生安全事故锂电池的测试标准为确保锂电池的安全和性能,电池制造商必须严格遵守相关的国际、国家和行业标准进行全面测试这包括电池容量、循环寿命、内阻、充放电特性、过度充放电、短路、机械冲击、温度变化等多方面的测试锂电池的预防措施合理包装和安全运输采用专用充电设备合理储存及使用条件采用专业的电池包装方式,确保运输过程中使用专业的锂电池充电器,遵循正确的充放将电池存放在阴凉干燥的环境中,避免接触不会发生机械损伤或短路对大型电池组要电电压和电流参数,避免过充过放不要剧高温、潮湿或化学品使用时保持电池温度特别注意防护烈冲击电池在安全范围内锂电池的质量控制原料把控生产工艺管控严格把控正负极材料、电解液和优化制造流程,确保每个工序都达隔膜等锂电池关键原料的质量,确到标准,如电极材料涂布、极片压保材料性能稳定可靠延等关键环节全面检测数据分析对生产过程中的电池样品进行全收集并分析生产过程中的关键数方位检测,包括电化学性能、安全据,持续优化工艺,提升锂电池的一性等指标,确保产品质量致性和可靠性锂电池的回收利用资源回收环境保护经济价值技术创新锂电池中包含大量有价值的金废弃的锂电池如果处理不当,锂电池回收所得的材料可以重锂电池回收利用促进了相关技属和化学物质,如钴、镍、锂会对环境造成严重污染回收新用于制造新的电池,为企业术的不断进步,如提取、分等通过回收利用这些材料,利用可以有效减少对环境的影带来经济效益,也支撑了整个离、再利用等方面的技术创可以减少资源浪费,降低生产响,实现可持续发展锂电池产业链新,为行业发展注入新动力成本锂电池行业发展趋势电动交通领域便携电子设备储能应用随着电动汽车及充电基础设施的快速发展,锂电池已成为笔记本电脑、平板电脑和手机随着可再生能源发电的快速增长,锂电池将锂电池广泛应用于新能源汽车领域电池技等便携电子设备的主要电源,未来将继续提在电网储能、家庭储能等领域得到广泛应术的进步将推动电动交通的持续发展升能量密度和安全性用,提高电网运行效率市场需求及应用领域30B50%全球需求应用市场到2025年预计将达到近300亿美元电动车占比最高,预计占比会进一步提升20%3C年均增长率其他领域锂电池行业预计将保持持续高速增长3C电子产品、储能、航空航天等广泛应用锂电行业的挑战与机遇成本挑战安全隐患原材料价格波动、制造技术成本锂电池在使用过程中存在着潜在高昂等因素增加了锂电池生产成的安全隐患,必须不断提高安全本性技术创新环保要求需要不断研发新材料、新工艺,锂电池生产和回收利用过程中面提高能量密度和充电性能临着严格的环保法规和标准锂电行业的政策法规产业政策法规标准环保要求新能源车政策国家出台多项产业政策支持锂针对锂电池的安全性、环保性提高锂电池生产及回收利用的新能源汽车补贴政策的调整也电池行业发展,包括财税优惠、等方面制定了一系列强制性法环保要求,推动行业绿色发展影响锂电池行业的发展技术创新等措施律法规和行业标准锂电行业的投融资情况融资规模近年来锂电池行业吸引大量资金投入,2021年融资总额突破300亿美元投资热点动力电池和储能电池领域吸引大量资金,同时车载智能化、回收利用等相关领域也受到关注投资方式涵盖风险投资、战略并购、上市融资等多种方式,呈现多层次、多元化趋势资本来源国内外基金、企业、政府投资计划等广泛参与,资金呈现国际化特点行业竞争格局及趋势激烈竞争技术驱动全球布局兼并重组锂电池行业竞争激烈,主要玩锂电池行业技术进步迅猛,电主要企业正在全球范围内布局行业内兼并重组不断发生,旨家包括韩国三星、LG化学,中池能量密度、安全性、寿命不生产基地,以就近供应下游客在提升规模优势、整合资源国的宁德时代、比亚迪、ATL断提升企业需要持续创新,户同时积极开拓新兴市场,未来可能出现更大规模的整合等各企业都在不断提升产品保持技术领先地位争夺更大的全球市场份额潮性能、降低成本,争夺市场份额国内外锂电龙头企业介绍特斯拉宁德时代全球最大的电动汽车公司,在电池中国最大的动力电池生产商,在电技术和制造工艺方面处于领先地池能量密度和循环寿命方面有突位出表现化学松下LG韩国著名电池制造商,在电池安全日本电子巨头,在动力电池和消费性和性能指标上均有出色表现类电池领域拥有丰富经验和技术优势具有代表性的锂电技术路线石墨负极材料钴酸锂正极材料有机电解质石墨作为锂电池的传统负极材料,具有成本钴酸锂是最早被商业化应用的正极材料,具有机电解质是目前普遍使用的锂电池电解低廉、可逆性强等优点,是目前锂离子电池有较高的能量密度和安全性,是目前最主要质,包括碳酸酯类溶剂和锂盐,具有良好的离最广泛采用的负极材料的锂电池正极材料之一子导电性和电化学稳定性锂电池产业链分析原料1锂、钴、镍等金属矿产电池材料2正负极、隔膜、电解质等电池制造3电芯、电池组及系统集成下游应用4电动汽车、3C产品、储能等锂电池产业链涵盖了从矿产资源开采到电池组装再到终端市场应用的全过程上游的材料供应、中游的电池生产制造以及下游的终端市场需求都是产业链的关键环节,各环节之间存在着紧密的联系与依赖锂电池应用案例分享锂电池广泛应用于电动汽车、便携式电子设备、储能系统等领域我们将分享几个典型的成功应用案例,展示锂电池在实际应用中的出色表现案例一:某电动汽车品牌采用高能量密度的锂离子电池,在续航里程、加速性能和安全性等方面表现出色,成为新能源汽车市场的领导者案例二:某知名手机品牌应用锂电池实现了机身轻薄化和续航时间大幅提升,获得了广大消费者的好评锂电池未来发展方向能量密度提升成本降低未来锂电池将持续提高能量密度,通过优化制造工艺和材料配方,锂实现更轻更小的电池设计,满足各电池成本将逐步降低,促进更广泛类电子设备和电动车的需求的应用和普及安全性提升循环寿命延长研发更安全可靠的锂电池化学系持续改善锂电池正负极材料和电统和包装结构,降低锂电池使用风解质,提高电池循环寿命,减少资源险,提高用户信任消耗和废弃物学习总结与问答在这段锂电池知识培训课程中,我们系统地学习了锂电池的基本原理、分类、材料、工艺、特性等知识现在让我们总结一下这次学习的重点和收获锂电池作为当前最主要的电化学储能技术,在电动车、移动电源、航天航空等领域都有广泛应用希望大家通过这次培训,对锂电池有了更加深入的了解,为未来从事相关工作做好准备接下来是问答时间,欢迎大家提出任何疑问。