电池原理
一、 基础知识
1． 电池的分类
2． 原子离子、氧化、还原反应
原子是用化学方法不能分开的最小的构成物质的基本单位。原子核和电子构成。原子核内有中子和质子，质子带正电，电子带负电，中子不带电。如下图：因质子与电子的数目一样多，所以原子为中性。
离子：（分为正离子或负离子），由失去或得到电子的原子或原子团构成，如Si+，SO4-.( )； )
氧化反应：（如上图）失去电子为氧化反应；
还原反应：（如上图）得到电子（e）为还原反应。
再看锂原子的电子分布（1S22S1），2S1层是半充满，使其轨道中的电子极易失去而发生氧化反应，这样锂的化学性质就非常活泼，而在自然界中不能以单质存在。
同时，锂失去/得到电子的过程中，有电子的转移同时伴随能量的转移，对锂来说，得到电子为贮存能量，失去电子为放出能量。
二、 电池的基本原理和构成
由于锂的化学性质，它很适合做电池材料，用锂做电池的原理如下：
对于我们日常生活所利用的能量方式有热能、动能、电能等。我们电能的方式是通过导线让电子流经电能的路径，所以我们是以图3的方式来利用Li做电子式。图3就是最早锂电池原理图，图3的电池有很多缺点，例如：Li金属太活泼，要在氩气保护下才能操作，制成电池，而且制成的电池安全性不好，改进的方法就是在电池制备过程中，不能用金属锂。阴极用能存贮Li+ 物质，如石墨，Al等。石墨结构如下图：
这样电池就变成如图5的结构：
以上就是锂电池工作的基本原理。
下面，我们就讲怎样把以上的原理做成可以实用的商品化的电池。
1． 阳/阴极制备：
目标：制成膜，粘在集流体上
难点：石墨（用于阳极）LiCoO2用于阴极都是粉末状物体，不能成膜。所以阴阳极膜制备如下：
材料 用途
石墨/LiCoO2 活性材料
粘接剂 把活性材料等粘在一起，使于新膜
碳墨 导电
增塑剂 点空
丙酮 溶解粘接剂，把以上物料制浆料成膜
集流体的制备：
集流体是金属（Al/ Cu）不能与膜片（阴/阳极膜）很好的粘接，所以在集流上也要加粘接剂和碳墨，并用Acetone制浆料，处理集流体。
隔离膜的制备：
如果我们按照图6的方式利用电池，电子在导线内和用电器中流动，电池内部以离子导电方式导电。
如果阴/阳极直接接触，就构成电子通路，造成短路，所以要在阴/阳极间加上隔离膜。
萃取和加电解液：
如图7电池结构图，已经保证了电子在外线路流动，阴/阳极没有短路，但是没有构成Li+ 电池内运动的良好环境，没有Li+ 运动的介质。
在电池内要加入电解液，主要成份有机溶剂（EC,DMC,DEC等），Li盐（LiPF6）。
为了能让电池容纳足够量的电解液，要用萃取的方式，把增塑剂（DBP）萃取出来，在膜片上形成孔洞，作为电解液存放和Li+的通道。
化成（Formation）
化成是电池的初使化，因为在Li+第一次充电时，Li+ 第一次插入到石墨中，会在电池内发生电化学反应。即第一次充电时，会形成SEI层，（SOLID ELECTROLYTE INTER FACE），SEI Layer包在石墨层外部，让Li+顺利地插入石墨中，但不让电子通过，而SEI Layer的形成是EC+Li+e LiR+CO2（产生气体，所以化成时需要气囊），其形成一定要有电子参加，所以当SEI Layer足够厚时，反应停止，SEI Layer对电池电性有重要影响。所以电池Formation的流程非常重要。
电池性能的几个重要参数：
容量：Capacity （单位： mAh）是电池存贮能量能力的参数。
阻抗：Impedance (单位： mΩ)是电池内部阻抗的重要参数。
循环寿命：(Cycle Life)： 是电池使用寿命的参数。
Rate：在不同电流下能够放出的能量。
1． 容量Capacity
l 电池存贮能量能力的参数。
160mAh — 代
表
关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf
电池在负载情况下，以160mAh恒流放电，大约可放1小时。
l 以同一负载，用80mA恒流放电，大约可放2小时。
2． C-Rate — 在不同电流下能放出的能量，一般而言，电芯都需要测试在不同恒流情况下的放电性能。一般分为以下四种：
0.2C、0.5C、1C、2C、
以容量1600mAh电池为例：
Rate
Voltage
I ( mA )
Time ( hrs )
Remarks
0.2C
3.0~4.2
320
5
慢
0.5C
3.0~4.2
800
2
慢
1C
3.0~4.2
1600
1
标准
2C
3.0~4.2
3200
0.5
快
3． 放电平台 Graph
基本上，大多放电平台以3.6V作为基线。而放电平台指电芯从4.2V满充时放电至3.6V时所放出的容量占去整个电芯容量的百分比。对于优良电芯，3.6V放电平台是越高越好。亦代表电芯能于4.2~3.6V放电期间能把大部分的容量放去。
3.6V 平台 1C
4． Cycle Life 循环寿命
l 电池使用寿命的参数。此循环寿命测试是在Arbin机上进行。基本是将电芯通过多次充放及以电芯容量降到80%为测试点。电芯经过每一次充放都会有能量损失（阻抗、热能）因此会做成容量损失，而Cycle Life的标准就是以1C恒流充放。当电芯经多次充放后而容量降到原本的80%时，我们以此点作为检查点，检查电芯在此状态下的循环数。
而好的电芯，一般情况下能以1C恒流充放多次，到达300个循环时亦有大约百分之八十的容量。
Checking Pt
电池的基本构成及生产
工艺
钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程
流程
ATL生产的电池是固态聚合物锂电池。
1、 电池的基本构成：裸电芯 + 铝箔袋 + 电解液。通过化学反应，让其可以充放电。
2、 一个裸电芯的构成：若干个Bi-cell + Tab-Lead组成。
铜网
阳极
阳极膜
隔离膜
1）
阳极在外的Bi-cell组成结构： 阴极膜
阴极 铝网
阴极膜
隔离膜
阳极膜
阳极
铜网
铝网
阴极
阴极膜
隔离膜
阳极膜
2）阴极在外的Bi-cell 阳极 铜网
（单体电芯）组成结构 阳极膜
隔离膜
阴极膜
阴极
铝网
3) Tab-Lead是极片（NI/CU/AL）与加强胶（Sealant）组成，如图：
极片（NI或CU或AL）
加强胶
3、隔离膜作用：将阴、阳极隔开，防止短路；加强胶的作用是：加强密封，防止漏气和漏液。
4、基本生产工艺流程
搅拌——涂膜——阴、阳极叠片组合——平压工序（Bi-cell）——萃取——焊接——顶封——干燥房——化成——成型——容量测试——焊板——AG仓——OCV4——出货。
5、 响电池性能的几个重要参数：容量、阻抗、循环寿命、安全性能等。
浙公网安备 33021202002483