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锂离子二次电池负极材料培训资料



————市场管理部













湖州创亚动力电池材料有限公司
技术部
2010-8-8
目录
一. 锂离子二次电池基本知识介绍
1. 锂离子二次电池发展历史
2. 锂离子二次电池的优点
3. 锂离子二次电池结构
4. 锂离子二次电池工作原理
5. 锂离子二次电池性能表征参数
6. 锂离子二次电池应用
二. 负极材料基础概要
1. 负极材料分类
2. 负极材料比容量概况
3. 石墨负极材料特点
4. 石墨负极材料概述
5. 石墨材料主要改性方法
三. 负极产品介绍
1. 负极产品汇总
2. 负极产品特征的表征参数


四. 锂离子二次电池负极应用工艺相关介绍


五. 其他相关



一. 锂离子二次电池基本知识介绍
1. 锂离子二次电池发展历史
1)1991 年:SONY,碳/LCO 锂离子电池
2)1993 年:Bellcore,聚合物锂离子电池
3)1995 年:SONY,100Ah 锂离子电池
4)1998 年:SAFT,50Ah 锂离子电池中试
5) 1999 年:BYD 等企业,锂离子电池

1) 工作电压高:(镍镉、镍氢三倍)。
2) 没有记忆效应。
3) 较高的安全性能。
4) 没有污染。
3. 锂离子二次电池结构
1)电池类型:
A)圆柱电池:18650
B)方形电池:053048(钢壳,铝壳,铝塑膜)
C)扣式电池:2032
2)电池组成
A)正极:LCO
B)负极:C
C)电解液:LiPF6 + (EC+EMC+DMC)
D)隔膜
E)集电极:铜箔(+) 铝箔(-)
F)电池壳
4. 锂离子二次电池工作原理










LiMO2 + 6C + xe ≒ Li1-xMO2 + xLiC6
5. 锂离子二次电池性能表征参数
1)电池电动势:等温等压条件,化学能电能,△G=-nFE
2)电池内阻:
A)欧姆内阻:电极材料、电解液、隔膜等。
B)极化内阻:电化学极化及浓差极化。
3)开路电压及工作电压:电动势>开路电压(没有电流时电极之电位差)> 工作电压
A)放电方法:恒流恒阻
B)终止电压:电压降到不宜在继续放电的最低工作电压。
C)放电电流:时率(小电流) × 倍率(大电流)=1
4)电池容量与比容量
A)活性物质理论容量:C0= (. C0(C6)=*1*1/(12*6)*1000=)
B)实际容量:C=I·t
C)额定容量:电池在一定放电条件下应放出的最低限度的电量。
D)比容量:单位质量或体积电池所给出的容量。容量(正极)=容量(负极)
5)电池能量:W= C·U
6)电池功率:P=W/t = C·U/t= I·U
7)贮存性能:负极腐蚀(金属杂质);正极自放电(副反应)
8)电池寿命(循环性能):额定容量的工作时间。
6. 锂离子二次电池应用
1)目前的应用
2)未来的应用


碳石墨人造石墨 C/C 复合

锂
离
子软碳天然石墨 C/非 C 复合

二
次
电······

池硬碳
负
有机树脂碳、聚合物热解碳等
极

材
碳纳米管
料

非碳非金属
Li4Ti5O12


金属单质


合金 Sn 合金

3. 石墨负极材料特点
1)锂在石墨中脱嵌反应发生在 0~ 左右(+/Li),
具有良好的充放电电位平台。
2)导电性好,结晶度较高,具有良好的层状结构,适合
锂的嵌入脱嵌。
3)充放电比容量可达 300 mAh/g 以上,充放电效率在 90%
以上,不可逆容量低于 50 mAh/g。
4. 石墨负极材料概述
1)人造石墨
A)制备方法:在惰性气氛条件下,将易石墨化碳(沥青焦
炭等)经过高温石墨化处理。
B)主要性点:晶形结构从无序高度有序(d002)。
C)