锂离子电池-镍氢电池-新能源行业分析培训

编辑:王图强1培训教程电池能源知识以及行业分析编辑:王图强2第1部分电池基础知识讲解编辑:王图强3基础知识大纲电池简要介绍锂离子、镍氢充电电池主要应用领域锂离子、镍氢电池相关证书锂离子、镍氢电池生产工艺锂离子、镍氢电池性能锂离子、镍氢电池保护以及安全问题编辑:王图强4电池简要介绍部分编辑:王图强5电池是什么什么是电池是一种把化学能直接转变成低压直流电能的装置电池的主要组成部分电极（正负极）电解液隔膜外壳编辑:王图强6主要电池种类划分种类单节优点缺点用途一次锂亚3.6V自放电小，寿命长，能量密度高不可充电循环使用，资源浪费，安全性差水表，燃气表，电表一次锂锰3.0V自放电小，寿命长，能量密度高，价格便宜不可充电循环使用，资源浪费，手表，计算器，电脑BIOS一次性锌锰碱锰1.5V自放电小，使用方便，价钱便宜不可充电循环使用，资源浪费，电池更换麻烦民用，玩具，灯具等铅酸蓄电池2.0V廉价、大功率放电、浮充性能好、低温放电性好污染环境、比容量和比能量小、不便携带汽车、摩托车电瓶及UPS后备电源，电动自行车，太阳能LED灯，移动基站镍镉充电电池1.2V大功率放电稳定、价格比较便宜污染环境、对人体有害、具有记忆效应、比容量低于镍氢电池电动工具及少数电动玩具、剃须刀，理发剪，应急灯，草坪灯镍氢充电电池1.2V比容量高、高低温性能好、无记忆效应、大功率放电好、无污染、安全性高比能量低于锂离子电池，价格高于镍镉电池电动工具、电动玩具、无绳电话、后备电源、各种设备的内置电源，剃须刀、理发剪、吸尘器、应急灯、草坪灯，储能，HEV、PHEV，民用锂离子电池3.7V比能量高、小巧、重量轻、无污染、无记忆效应安全性能差、大功率放电较差、价格贵电动工具、电动玩具、无绳电话、后备电源，手机、平板电脑、剃须刀、理发剪、数码产品、应急灯、草坪灯，储能，PHEVEV锂聚合物电池3.7V安全性能好、比能量高、可做成任意形状、无污染、无记忆效应大功率放电较差、技术不够成熟、价格贵电动工具、电动玩具、无绳电话、后备电源，手机、平板电脑、剃须刀、理发剪、数码产品、应急灯、草坪灯，储能，PHEVEV编辑:王图强7什么叫镍氢电池？镍氢电池是指Ni（OH）2为正极、储氢合金粉为负极的二次电池。正极采用镍氢氧化合物Ni（OH）2负极采用储氢合金粉电解质为溶解有KOH、LiOH、NaOH等碱性无机溶液。隔膜为PE、PP或尼龙编辑:王图强8什么叫锂离子电池？锂离子电池是正、负极使用能使Li+嵌入和脱出的化合物的二次电池。正极采用锂化合物LiCoO2、LiMn2O4、LiNixCoyMnzO2、LiFePO4负极采用锂-碳层间化合物LiXC6电解质为溶解有锂盐LiPF6、LiAsF6等有机溶液。隔膜为PE、PP编辑:王图强9镍氢电池电化学反应机理编辑:王图强10锂离子电池电化学反应机理以LiCoO2正极为例：充电放电正极反应:LiCoO2Li1-xCoO2+xLi++xe-负极反应:6C+xLi++xe-充电放电LixC6电池反应:6C+LiCoO2充电放电Li1-xCoO2+LixC6编辑:王图强11镍氢电池特点可快速充放大电流放电特性长循环寿命电化学特性稳定、安全性能好无污染，环保无记忆效应编辑:王图强12锂离子电池特点单体电压高、输出功率大可快速充放大电流放电特性长循环寿命电化学特性稳定无污染，环保无记忆效应重量轻、可做成薄型电池编辑:王图强13锂离子、镍氢电池应用领域部分编辑:王图强14镍氢电池应用领域动力电池系列个人护理系列灯具系列无绳电话系列仪表民用电池系列医疗器械编辑:王图强15动力电池系列-镍氢电工工具吸尘器园林工具编辑:王图强16动力电池系列-镍氢航模-车模-船模电动汽车-HEV为主编辑:王图强17个人护理系列-镍氢电推剪剃须刀编辑:王图强18灯具电池-镍氢矿灯应急灯网标灯编辑:王图强19灯具电池-镍氢手电筒草坪灯编辑:王图强20无绳电话、民用系列-镍氢无绳电话民用高容量民用低自放电高低温电池编辑:王图强21锂离子电池应用领域智能手机、平板电脑、笔记本电脑等数码产品动力电池系列（电动工具电动自行车电动汽车）个人护理系列灯具系列无绳电话系列储能编辑:王图强22动力电池系列-锂离子电池电工工具电动自行车编辑:王图强23动力电池系列-锂离子电池电动汽车-以PHEV和EV为主编辑:王图强24数码产品-锂离子电池智能手机平板电脑笔记本电脑编辑:王图强25个人护理系列-锂电池电推剪剃须刀编辑:王图强26储能系列-锂电池太阳能发电站分布式光伏编辑:王图强27储能系列-锂电池移动基站风光互补路灯编辑:王图强28锂离子、镍氢电池证书部分编辑:王图强29锂电镍氢电池环保证书--ROHS指令名词解释RoHS是由欧盟立法制定的一项强制性标准，它的全称是《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》(RestrictionofHazardousSubstances)。该标准已于2006年7月1日开始正式实施，主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护。该标准的目的在于消除电机电子产品中的铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴联苯醚共6项物质，并重点规定了铅的含量不能超过0.1%。编辑:王图强30ROHS有害物质含量指标重金属:–Lead铅;(铅酸电池含有)–Mercury汞;–Cadmium镉;(镍镉电池)–Chromium(VI)六价铬.某些溴化阻燃剂：–Polybrominatedbiphenyls(PBB’s);多溴联苯–Polybrominateddiphenylethers(PBDE’s).多溴联苯醚最高限量指标是：·镉：0.01%（100ppm);·铅、汞、六价铬，多溴联苯，多溴联苯醚：0.1%(1000ppm).锂电镍氢电池环保证书--ROHS指令编辑:王图强31锂电镍氢池安全证书欧盟CE认证美国UL认证中国3C认证编辑:王图强32欧盟CE认证“CE”标志是一种安全认证标志，被视为制造商打开并进入欧洲市场的护照。CE代表欧洲统一（CONFORMITEEUROPEENNE）。凡是贴有“CE”标志的产品就可在欧盟各成员国内销售，无须符合每个成员国的要求，从而实现了商品在欧盟成员国范围内的自由流通。锂电镍氢池安全证书编辑:王图强33美国UL认证UL是美国保险商试验所（UnderwriterLaboratoriesInc.）的简写。UL安全试验所是美国最有权威的，也是世界上从事安全试验和鉴定的较大的民间机构。它是一个独立的、非营利的、为公共安全做试验的专业机构。它采用科学的测试方法来研究确定各种材料、装置、产品、设备、建筑等对生命、财产有无危害和危害的程度；确定、编写、发行相应的标准和有助于减少及防止造成生命财产受到损失的资料，同时开展实情调研业务。锂电镍氢池安全证书编辑:王图强34中国3C认证所谓3C认证，就是中国强制性产品认证制度，英文名称ChinaCompulsoryCertification，英文缩写CCC。需要注意的是，3C标志并不是质量标志，而只是一种最基础的安全认证。锂电镍氢池安全证书编辑:王图强35锂离子、镍氢电池生产工艺部分编辑:王图强36镍氢电池结构正极活性物质（Ni（OH）2)导电剂(CoO)、添加剂基体(发泡镍)负极活性物质（储氢合金粉)粘合剂(CMC)、溶剂(水)、导电剂（C）、基体（铜网、钢带）隔膜（PP+PE）电解液（KOH+LiOH+NaOH)外壳五金件（钢壳、盖帽、密封圈）编辑:王图强37镍氢电池结构图编辑:王图强38镍氢电池结构——正极正极基体：发泡镍（约1.6--1.7mm厚)，正极集流体：镍带（约0.1mm厚）正极物质：球镍+亚钴+PTFE焊点：（约4～8个)编辑:王图强39镍氢电池结构——负极负极基体：铜网（约0.26~0.30mm厚)钢带（约0.04~0.08mm厚)负极物质：MH+CMC+C+SBR编辑:王图强40镍氢电池结构——隔膜材质：维尼纶或者PP（聚丙烯）或者尼龙厚度：一般为0.10～0.18mm编辑:王图强41镍氢电池结构——电解液性质：无色透明液体，具有较强腐蚀性。应用：主要用于可充电镍氢电池的电解液。规格：溶质组成KOH:LiOH:NaOH=40:1:3（重量比）溶剂组成：水OH-浓度7mol/l质量指标：密度（25℃）g/cm31.3±0.03电导率（25℃）10.4±0.5ms／cm编辑:王图强42正极配料来料检验负极配料正极拉片负极拉浆负极制片隔膜卷绕入壳短路检验滚槽注液封口化成分容外包装出厂正极制片密封性检验出厂检验镍氢电池生产工艺流程编辑:王图强43锂离子电池结构主要材料：正极:钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等;负极:炭(天然石墨、改性石墨、中间相碳微球、纳米碳纤维等）；隔膜：聚丙烯微孔膜（PP）、聚乙烯微孔膜（PE）、PE/PP/PE复合膜（进口），厚度：9、16、20、25微米；电解液：1MLiPF6/EC+DMC+EMCEC-乙基碳酸酯,DMC-二甲基碳酸酯,EMC:乙基甲基碳酸酯辅助材料：导电碳黑、黏结剂（正极：PVDF，负极：SBR、CMC）、铜箔（10微米厚）、铝箔（12-15微米厚）、胶带、二甲基吡咯烷酮（NMP）等。电池配件：壳体、盖板、连接片，铝塑膜等。编辑:王图强44锂离子电池结构图编辑:王图强45锂离子电池结构——正极正极基体：铝箔（约0.016mm厚)正极物质：LiCoO2+碳黑+PVDF正极集流体：铝带（约0.1mm厚）高温胶带（约0.05mm厚）编辑:王图强46锂离子电池结构——负极负极基体：铜箔（约0.010mm厚)负极物质：石墨+CMC+SBR负极集流体：镍带（约0.07mm厚）编辑:王图强47锂离子电池结构——隔膜材质：单层PE（聚乙烯）或者三层复合PP（聚丙烯）+PE+PP厚度：单层一般为0.016～0.020mm三层一般为0.020～0.025mm隔膜﹝separationfilm﹞——是放置于两极之间，作为隔离电极的装置，藉以避免两极上的活性物质直接接触而造成电池内部的短路。但隔膜仍需能让带电离子通过，以形成通路。隔膜要求：①离子透过度大②机械性强度适当③本身为绝缘体④不与电解液及电极发生反应编辑:王图强48锂离子电池结构——电解液性质：无色透明液体，具有较强吸湿性。应用：主要用于可充电锂离子电池的电解液，只能在干燥环境下使用操作（如环境水分小于20ppm的手套箱内）。规格：溶剂组成DMC:EMC:EC=1:1:1（重量比）LiPF6浓度1mol/l质量指标：密度（25℃）g/cm31.23±0.03水分（卡尔费休法）≤20ppm游离酸（以HF计）≤50ppm电导率（25℃）10.4±0.5ms／cm编辑:王图强49正极配料来料检验负极配料正极涂布负极涂布负极制片隔膜卷绕入壳烘烤短路检验滚槽注液封口化成密封性检验分容外包装出厂湿度控制出厂检验圆柱锂离子电池生产工艺流程正极制片编辑:王图强50锂离子、镍氢电池性能部分编辑:王图强51锂离子、镍氢电池性能常规性能：容量电压内阻可靠性性能：循环寿命放电平台自放电贮存性能高低温性能安全性能过充短路过放针刺跌落振动编辑:王图强52电池容量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或It表示。常用的单位为安培小时，简称安时（Ah）或毫安时（mAh）。容量=放电电流(mA)×放电时间(h)（恒流放电）电池的容量可以分为理论容量、额定容量、实际容量。IEC容量测试方法编辑:王图强54锂离子电池IEC容量测试方法放电：0.2C→2.75V/cell充电：0.2C恒流充电到电压为4.2V转为恒压充电，充电截止电流为0.01C.搁置：1-4hrs放电：0.2C→2.75V/cell环境温度：20±5℃编辑:王图强55