《锂电池原理与维护》课件

锂电池原理与维护欢迎来到《锂电池原理与维护》课程！本课程将深入探讨锂电池的构成、工作原理、维护保养以及未来发展趋势课程大纲锂电池的组成结构锂电池的充放电过程电池的性能指标电池老化与安全电池管理系统电池测试与维护新型锂电池技术锂电池应用领域锂电池的组成结构正极材料负极材料电解质隔膜正极是锂电池中氧化还原反应发负极材料是锂离子存储的地方，电解质是锂离子在电池内部迁移隔膜是锂电池中正负极之间的绝生的地方，通常由过渡金属氧化通常由石墨或硅组成的介质，通常为有机溶液缘层，防止正负极直接接触物组成正极材料钴酸锂锰酸锂LiCoO2LiMn2O4高能量密度，但成本较高，安全性较成本较低，安全性好，但能量密度较差低磷酸铁锂镍钴锰酸锂LiFePO4NCM安全性高，循环寿命长，但能量密度能量密度高，循环寿命长，成本适中相对较低负极材料石墨硅锡价格低廉，性能稳定，但比容量较低比容量高，但体积膨胀率较大，影响循环寿命比容量高，循环寿命长，但成本较高电解质液体电解质1离子电导率高，但易燃易爆固态电解质2安全性高，但离子电导率低凝胶电解质3介于液体和固态电解质之间，兼具安全性和性能隔膜聚烯烃隔膜1成本低，但耐高温性能差陶瓷隔膜2耐高温性能好，但成本高，离子电导率低复合隔膜3结合两种材料的优点，具有良好的性能锂离子的嵌入与脱出充电过程锂离子从正极材料中脱出，通过电解质迁移到负极材料中放电过程锂离子从负极材料中嵌入到正极材料中，释放能量电池的充放电过程充电阶段外部电源提供能量，锂离子从正极迁移到负极12放电阶段锂离子从负极迁移到正极，释放能量容量、能量密度和功率密度1000mAh200Wh/kg容量能量密度电池储存电量的多少，单位为毫安时单位重量的电池所能储存的能量，单位为mAh瓦特时每千克Wh/kg500W功率密度电池单位体积或重量所能输出的功率，单位为瓦特W电池老化机理循环老化储存老化反复充放电导致电极材料结构变化，容量下降长时间储存导致电解质分解，容量下降，内部阻抗升高温度对电池性能的影响电池安全性问题过充过放短路电池过充会导致电解质分解，产生气体，电池过放会导致电极材料结构破坏，容量电池短路会导致电流过大，产生热量，甚甚至爆炸下降至爆炸电池保护电路过充保护过放保护短路保护防止电池过充，保护电池安全防止电池过放，保护电池容量防止电池短路，避免电流过大，产生热量电池管理系统电池监测电池均衡实时监控电池的电压、电流、温度等参数平衡多个电池的电量，延长电池寿命123电池控制根据电池状态调整充电电流、放电电流，并进行安全保护电池充电技术恒流充电恒压充电脉冲充电以恒定的电流对电池进行充电当电池电压达到一定值后，以恒定的电压对利用脉冲电流对电池进行充电，提高充电效电池进行充电率电池均衡技术被动均衡利用电阻或电容进行均衡，成本低，但效率低主动均衡利用电子开关或芯片进行均衡，效率高，但成本高电池测试方法容量测试内阻测试测试电池的储存电量测试电池的内部阻抗循环寿命测试安全性能测试测试电池在反复充放电下的性能衰减测试电池在各种极端条件下的安全性电池维护保养合理充电控制温度定期维护避免电池过充或过放避免高温或低温环境定期进行电池测试，检查电池状态电池回收利用回收拆解1将废旧锂电池进行拆解，分离出有价值的材料材料提取2对分离出的材料进行提纯，获得可再利用的材料再生利用3将回收的材料制成新的锂电池或其他产品新型锂电池技术固态电池锂硫电池钠离子电池锂空气电池钙离子电池固态电池安全性能高1固态电解质不易燃，安全性更高能量密度高2固态电解质离子电导率高，能量密度更高循环寿命长3固态电解质稳定性好，循环寿命更长锂硫电池2600mAh/g500Wh/kg高理论容量高能量密度硫的理论容量高，可实现高能量密度理论能量密度高，可实现高能量密度500W/kg高功率密度锂硫电池可实现高功率密度钠离子电池成本低安全性高循环寿命长钠资源丰富，成本低廉钠离子电池安全性高，不易燃钠离子电池循环寿命长，性能稳定锂空气电池超高理论容量理论能量密度高，可实现超高能量密度轻量化锂空气电池重量轻，可实现轻量化环境友好锂空气电池使用空气作为氧化剂，更加环保钙离子电池成本低安全性高环保性好钙资源丰富，成本低廉钙离子电池安全性高，不易燃钙离子电池使用环境友好型材料未来锂电池发展趋势能量密度更高1开发更高能量密度的正负极材料和电解质循环寿命更长2提高电极材料稳定性和电解质性能，延长循环寿命成本更低3寻找更廉价的材料和生产工艺，降低成本安全性更高4开发更安全的电解质和电池管理系统，提高安全性环保性更好5使用更环保的材料和生产工艺，减少环境污染应用领域电动车消费电子储能系统航空航天军事装备电动车消费电子手机笔记本电脑平板电脑储能系统光伏储能风能储能将太阳能转化为电能，并储存在电池将风能转化为电能，并储存在电池中中电网储能用于调节电力网的供需平衡，提高电力网的稳定性航空航天卫星火箭为卫星提供电力，支持卫星正常运行为火箭提供电力，支持火箭发射和飞行飞机为飞机提供电力，支持飞机的辅助系统军事装备100%100%无人机导弹为无人机提供动力，支持无人机长时间飞为导弹提供动力，支持导弹发射和飞行行100%潜艇为潜艇提供电力，支持潜艇水下航行总结与展望锂电池作为一种高效、安全、环保的储能装置，在各个领域都具有广阔的应用前景，未来将朝着更高能量密度、更长循环寿命、更低成本、更安全环保的方向发展让我们共同期待锂电池技术在未来取得更大的突破!。