锂离子18650电池如何激活?

电源技术

研究与设计

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高性能18650型锂离子蓄电池

张泽波，刘秀生，薛

梅，杨清欣，汪继强

（信息产业部电子第十八研究所，天津300381）

摘要：研究试验了锂离子蓄电池的不同电极材料及电极成型工艺，分别制成了以氧化钴锂（LiCoO2）和氧化镍钴锂（LiNi0.8Co0.2O2）为正极，中间相炭微珠（MCMB）为负极的18650型锂离子蓄电池。电池的放电容量分别大于1550mAh和1700mAh。电池比能量达到了130Wh/kg和350Wh/L。在室温条件下，其容量0.5C电池的循环寿命1000次时，仍为初始容量的60%、终止电压2.5V的条件下，放电容量为70%。以氧化钴锂为正极的电池在-40C、0.2C速率、室温容量的60%。实验结果表明，电池安全可靠。

关键词：锂离子蓄电池；氧化镍钴锂；氧化钴锂；中间相炭微珠中图分类号：TM912.9

文献标识码：A

文章编号：（2001）1002-087X02-0098-03

18650sizelithium-ionrechargeablebatterywithadvancedperformance

ZHANGZe-bo，LIUXiu-sheng，XUEMei，YANGOing-xin，

电源技术

研究与设计

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高性能18650型锂离子蓄电池

张泽波，刘秀生，薛

梅，杨清欣，汪继强

（信息产业部电子第十八研究所，天津300381）

摘要：研究试验了锂离子蓄电池的不同电极材料及电极成型工艺，分别制成了以氧化钴锂（LiCoO2）和氧化镍钴锂（LiNi0.8Co0.2O2）为正极，中间相炭微珠（MCMB）为负极的18650型锂离子蓄电池。电池的放电容量分别大于1550mAh和1700mAh。电池比能量达到了130Wh/kg和350Wh/L。在室温条件下，其容量0.5C电池的循环寿命1000次时，仍为初始容量的60%、终止电压2.5V的条件下，放电容量为70%。以氧化钴锂为正极的电池在-40C、0.2C速率、室温容量的60%。实验结果表明，电池安全可靠。

关键词：锂离子蓄电池；氧化镍钴锂；氧化钴锂；中间相炭微珠中图分类号：TM912.9

文献标识码：A

文章编号：（2001）1002-087X02-0098-03

18650sizelithium-ionrechargeablebatterywithadvancedperformance

ZHANGZe-bo，LIUXiu-sheng，XUEMei，YANGOing-xin，

基于18650电池 推导锂离子电池的安全模型

今天我们带大家了解一下安全模型的应用方法，并以18650电池的安全实验数据为依据，推导锂离子电池的安全模型。

锂离子电池的热失控和爆炸是锂离子电池使用中最危险的情况，为了能准确的描述锂离子电池的风险状况，Wang等根据灾难理论分析了锂离子电池热失控和爆炸风险发生的可能性，首先他们分析了锂离子电池产热过程

其中i和V为电池两极输出电压和电流，Ereact为电池内部材料和SEI膜分解产生的总热量，Vo为平衡电势，T为绝对温度，Eloss为通过热传导和热辐射的散热速率，右边则表示电池总的加热速率，其中C为比热容，ρ质量密度，W为总体积，t为时间。根据该公式可以推导出如下公式

其中θ为无量纲温度，Τ为无量纲时间，αn为考虑到不同的分解反应的活化能和产热的参数。基于该公式可以对圆柱型锂离子电池的热失控过程进行描述，描述过程是基于三个变量U、V、W，而这几个变量又是基于θ和αn两个值。 由于电池的安全性与电池滥用是负相关的，因此有如下关系

- 1 -

可以将安全函数计算公式设为如下模式，其中g(x)为滥用函数，当g(x)趋向无穷大的时候，安全函数趋向0，表明电池极度不安全，而滥用函数g

锂离子电池原理、常见不良项目及成因、涂布方法汇总

(2009-07-11 09:28:25)

一般而言,锂离子电池有三部分构成:1.锂离子电芯；2.保护电路(PCM)；3.外壳即胶壳。 分类

从锂离子电池与手机配合情况来看,一般分为外置电池和内置电池,这种叫法很容易理解,外置电池就是直接装在手上背面,如: MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列等;而内置电池就是装入手机后,还另有一个外壳把其扣在手机电池内,如:MOTOROLA 998,8088,NOKIA的大部分机型 1.外置电池

外置电池的封装形式有超声波焊接和卡扣两种: 1.1超声波焊接 外壳

这种封装形式的电池外壳均有底面壳之分,材料一般为ABS+PC料,面壳一般喷油处理,代表型号有 :MOTOROLA 191,SAMSUNG 系列,原装电池的外壳经喷油处理后长期使用一般不会磨花,而一些品牌电池或水货电池用上几天外壳喷油就开始脱落了.其原因为:手机电池的外壳较便宜,而喷油处理的成本一般为外壳的几倍(好一点的),这样

处理一般有三道工序:喷光油(打底),喷油(形成颜色),再喷亮油(顺序应该是这样的,如果我没记错的话),而一些厂商为了降低成本就省去了第一和第三道工序,这样成本就很低了

锂离子电池概况

由于日益紧迫的能源与环境保护压力，许多国家竞相开发绿色能源技术，其中尤其以电动汽车应用为代表的动力锂离子电池领域发展最为迅速。国内外企业都紧盯着这一大蛋糕，纷纷投入资金和人力进行研究并逐步实现产业化，希望能在未来获得巨大的收益回报。为此，我们特别约请业内专家及厂商代表，请他们畅谈未来动力锂离子电池的发展前景及如何把握市场机遇。

动力锂离子电池目前的发展现状？

·我国的锂离子电池研究发项目一直是国家“863”的重点项目，大部分材料实现了国产化，国内已自建和引进多条生产线，配套材料厂也有多个，均已形成大规模生产。 ·动力锂离子电池目前正处于产业的导入期。 黄学杰

长期以来，许多发达国家把电动汽车列为主要攻克的目标，美国支持多个国家实验室和企业一起承担车用锂离子电池的开发工作。欧盟则制定了高比能量蓄电池的发展计划，采用规划和计划的手段，保证了基础研究的连续性，并不断产生出阶段成果。日本在锂离子电池领域具有垄断地位，索尼、三洋电机、松下电池、NEC等著名公司都建有大规模锂离子电池生产厂，而且大多数制造商除了保持和扩大原有品牌的产量外，都在利用各自的优势开拓锂离子动力电池新产品。总的来看，日本仍然是动力锂离子电池

锂离子电池的优点:

A.高能量密度.锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。

B.高电压.一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。

C.无污染.锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。

D.不含金属锂.锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。

E.循环寿命高.在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂（以下称磷铁）则可以达到2000次。

F.无记忆效应.记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。

G.快速充电.使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5--2.5个小时内就充满电；而新开发的磷铁锂电，已经可以在35分钟内充满电。

F.自放电小.室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。

锂离子电池的缺点:

A:衰老,与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数无关，而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高，所以，在工作电流高的电子产品更容易体现。用

PMMA-P(VDF-HFP)固体电解质

摘要：采用干法制备P(VDF-HFP)-PMMA聚合物电解质，PMMA与电解液有很好的相容性，采用X射线衍射光谱法（XRD）、扫描电子显微镜法（SEM）和电化学手段对目标材料进行了结构表征和性能测试。考察了PMMA与P(VDF-HFP)不同比例的聚合物电解质对锂离子电池的性能的影响。结果表明?? 关键词：锂离子电池 聚合物电解质 P(VDFF-HFP)-PMMA 1. 前言

1.1 锂离子聚合物电解质

在20世纪60-70年代就开始对锂离子二次电进行研究，与传统的二次电池如铅酸电池、Ni／Cd电池、Ni／MH电池等相比，锂离子电池在能量密度、充放电性能、工作温度等有着明显的优势。锂离子的循环寿命长、自放电率低，而且又是在当今要求低碳环保的时代中具有绿色环保的优点，近年来随着电池的迅速发展，已经广泛应用于家电产品。因此要进一步提高锂离子电池的性能和技术。目前对二次电池研究和发展方向是在高容量下能可逆脱嵌锂的正负极材料及电解质材料。尽管过去的二十几年中SONY公司使液态的锂离子电池成功商业化生产，液态锂离子电解质存在内部短路、燃烧、溶剂易挥发、漏液等安全隐患。由于凝胶聚合物电解质的室温离子电导率可达1

锂离子电池正极材料

锂离子电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括正、负极材料、电解质、隔膜等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。因此廉价、高性能的正、负极材料的研究一直是锂离子电池行业发展的重点。2013年第九期《产业趋势》中，我们曾为读者展示过几种主要的锂离子电池负极材料，本期我们将对锂离子电池正极材料进行介绍。

衡量锂离子电池正极材料的好坏，大致可以从以下几个方面进行评估：

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正极材料应有较高的氧化还原电位，从而使电池有较高的输出电压 锂离子能够在正极材料中大量、可逆地嵌入和脱嵌，以使电池有较高的比容量

在锂离子嵌入/脱嵌过程中，正极材料的结构应尽可能不发生变化，以保证电池良好的循环性能

在锂离子的嵌入/脱嵌过程中，正极的氧化还原电位变化应尽可能小，使电池能够平稳地充放电

正极材料应有较高的电导率和锂离子扩散系数，便于电池快速充放电 正极材料不与电解质等发生附反应 价格便宜，对环境无污染

目前获得广泛应用的锂离子电池正极材料体系主要包括钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）、锰酸锂（LiMn2O4/ LiMnO2）、锂镍锰钴氧三元材料（LiNixC

锂离子电池的优点:

A.高能量密度.锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。

B.高电压.一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。

C.无污染.锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。

D.不含金属锂.锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。

E.循环寿命高.在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次，磷酸亚铁锂（以下称磷铁）则可以达到2000次。

F.无记忆效应.记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。

G.快速充电.使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5--2.5个小时内就充满电；而新开发的磷铁锂电，已经可以在35分钟内充满电。

F.自放电小.室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。

锂离子电池的缺点:

A:衰老,与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数无关，而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高，所以，在工作电流高的电子产品更容易体现。用

锂离子电池性能检测技术

锂离子电池性能包括容量、电压特性、内阻、自放电、贮存性能、高低温性能等，二次电池还包括循环性能、充放电特性、内压等。当然，由于电池应用领域不同，对电池的性能要求也不尽相同。一般说来，电池最基本的性能是容量、电压特性(输出工作电fli,)、内阻、贮存性能、寿命、温度特性等。

锂电池的基本性能电池的基本性能通常包括电性能、机械性能、贮存性能等。

（1）电池的开路电压；电池的开路电压是两极间所联接的外线路处于断路时两极间的电位差。由于正负两极在电解液中不一定处于热力学平衡状态，因此电池的开路电压不一定等于电池的电动势，它通常接近电动势，但总是小于电动势。因此，必须指出，电池的电动势是从热力学函数计算得到的，而电池的开路电压是实际测量出的，开路电压的测量司以用电位差计、数字电压表、高阻抗伏特表等来测量。

（2）电池的内阻：电池的内阻是指电流通过电池内部所受到的阻力，它包括欧姆电阻和电化学反应时极化所引起的电阻，即极化电阻。由于电池内阻的存在，电池放电时的工作电压总是小于电池