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2020-06-17

锂离子电池的的道理、配方和工艺流程

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锂离子电池的的道理、配方和工艺流程

锂离子电池是一种二次电池(充电电池),它首要依托Li+ 在两个电极之间来回嵌入和脱嵌来任务。跟着新能源汽车等下流财产不时成长,锂离子电池的出产规模正在不时扩展。本文以钴酸锂为例,周全讲授锂离子电池的的道理、配方和工艺流程,锂电池的机能与测试、出产注重事变和设想准绳。

一,锂离子电池的道理、配方和工艺流程;

一、任务道理

1、正极机关

LiCoO2 + 导电剂 + 粘合剂 (PVDF) + 集流体(铝箔)

 2、负极机关

石墨 + 导电剂 + 增稠剂 (CMC) + 粘结剂 (SBR) + 集流体(铜箔) 


锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图1)

3、任务道理


3.1 充电进程

一个电源给电池充电,此时正极上的电子e从经由进程内部电路跑到负极上,正锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过”隔阂上曲折折曲的小洞,“泅水”到达负极,与早就跑过去的电子连系在一路。


锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图2)

正极上发生的反映为:

锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图3)
负极上发生的反映为:

锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图4)


3.2 电池放电进程


放电有恒放逐电恒阻放电,恒放逐电实在是在外电路加一个能够随电压变更而变更的可变电阻,恒阻放电的本色都是在电池正负极加一个电阻让电子经由进程。由此可知,只需负极上的电子不能从负极跑到正极,电池就不会放电。电子和Li+都是同时步履的,标的目的不异但路差别,放电时,电子从负极颠末电子导体跑到正极,锂离子Li+从负极“跳进”电解液里,“爬过”隔阂上曲折折曲的小洞,“泅水”到达正极,与早就跑过去的电子连系在一路。


3.3 充放电特征


电芯正极接纳LiCoOLiNiO2LiMn2O2此中LiCoO2本是一种层布局很不变的晶型,但当从LiCoO2拿走xLi离子后,其布局能够发生变更,可是不是发生变更取决于x的巨细。


经由进程研讨发明x >0.5Li1-xCoO2的布局表现为极为不不变,会发生晶型瘫塌,其内部表现为电芯的压服闭幕。以是电芯在操纵进程中应经由进程限定充电电压来节制Li1-xCoO2中的x值,普通充电电压不大于4.2V那末x小于0.5 ,这时候Li1-xCoO2的晶型还是不变的。


负极C6其本身有本身的特色,当第一次化成后,正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中,当放电时Li回到正极LiCoO2中,但化成今后必须有一局部Li留在负极C6中间,以保障下次充放电Li的普通嵌入,不然电芯的压服很短,为了保障有一局部Li留在负极C6中,普通经由进程限定放电上限电压来实现:宁静充电上限电压≤4.2V,放电上限电压≥2.5V。


影象效应的道理是结晶化,在锂电池中几近不会发生这类反映。可是,锂离子电池在屡次充放后容量依然会降落,其缘由是庞杂而多样的。首要是正负极材料本身的变更,从份子层面来看,正负极上包容锂离子的空穴布局会逐步陷落、梗塞;从化学角度来看,是正负极材料活性钝化,呈现副反映天生不变的其他化合物。物理上还会呈现正极材料逐步剥落等情况,总之终究降落了电池中能够自在在充放电进程中挪动的锂离子数目


过分充电和过分放电,将对锂离子电池的正负极构成永远的粉碎,从份子层面看,能够直观的懂得,过分放电将致使负极碳过分释出锂离子而使得其片层布局呈现陷落,过分充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳布局里去,而使得此中一些锂离子再也没法开释出来。


不适合的温度将激发锂离子电池内部其他化学反映天生咱们不但愿看到的化合物,以是在不少的锂离子电池正负极之间设有掩护性的温控隔阂或电解质增添剂。在电池升温到必然的情况下,复合膜膜孔闭合或电解量变性,电池内阻增大直到断路,电池不再升温,确保电池充电温度普通。





二、锂电池的配方与工艺流程


1. 正负极配方


1.1 正极配方LiCoO2+导电剂+粘合剂+集流体(铝箔)

LiCoO2(10μm): 96.0%

导电剂(Carbon ECP) 2.0%

粘合剂(PVDF 761) 2.0% 

NMP(增添粘结性):固体物资的分量比为8:15

a)正极粘度节制6000cps(温度25℃ );

b) NMP分量须得当调理,到达粘度请求为好;

c)出格注重温度、湿度对黏度的影响


正极活性物资


钴酸锂:正极活性物资,锂离子源,为电池进步锂源。非极性物资,不法则外形,粒径D50普通为6-8 μm,含水量≤0.2%,凡是为碱性,pH值为10-11摆布。


锰酸锂:非极性物资,不法则外形,粒径D50普通为5-7 μm,含水量≤0.2%,凡是为弱碱性,pH值为8摆布。


导电剂:链状物,含水量< 1%,粒径普通为 1-5 μm。凡是操纵导电性优良的超导碳黑,如科琴炭黑Carbon ECP和ECP600JD,其感化进步正极材料的导电性,弥补正极活性物资的电子导电性;进步正极片的电解液的吸液量,增添反映界面,削减极化。


PVDF粘合剂:非极性物资,链状物,份子量从300,000到3,000,000不等;吸水后份子量降落,粘性变差。用于将钴酸锂、导电剂和铝箔或铝网粘合在一路。经常操纵的品牌如Kynar761。


NMP:弱极性液体,用来消融/溶胀PVDF,同时用来浓缩浆料。


集流体(正极引线):由铝箔或铝带制成。


1.2 负极配方石墨+导电剂+增稠剂(CMC)+粘结剂(SBR)+ 集流体(铜箔)

负极材料(石墨):94.5%

导电剂(Carbon ECP):1.0%(科琴超导碳黑)

粘结剂(SBR):2.25%(SBR = 丁苯橡胶胶乳)

增稠剂(CMC):2.25%(CMC = 羧甲基纤维素钠)

水:固体物资的分量比为1600:1417.5

a) 负极黏度节制5000-6000cps(温度25转子3)

b) 水份量须要得当调理,到达黏度请求为好;

c) 出格注重温度湿度对黏度的影响


2、正负混料


石墨:负极活性物资,构成负极反映的首要物资;首要分为自然石墨和天然石墨两大类。非极性物资,易被非极性物资净化,易在非极性物资平分手;不易吸水,也不易在水平分手。被净化的石墨,在水平分手后,轻易从头团圆。普通粒径 D50为20μm摆布。颗粒外形多样且多不法则,首要有球形、片状、纤维状等。


导电剂:其感化为:

a) 进步负极片的导电性,弥补负极活性物资的电子导电性。

b) 进步反映深度及操纵率。

c) 避免枝晶的发生。

d) 操纵导电材料的吸液才能,进步反映界面,削减极化。(可按照石墨粒度散布挑选加或不加)。


增添剂:降落不可逆反映,进步粘附力,进步浆料黏度,避免浆料积淀。

增稠剂/防积淀剂(CMC):高份子化合物,易溶于水和极性溶剂。

异丙醇:弱极性物资,插手后可减小粘合剂溶液的极性,进步石墨和粘合剂溶液的相容性;具备激烈的消泡感化;易催化粘合剂网状交链,进步粘结强度。

乙醇:弱极性物资,插手后可减小粘合剂溶液的极性,进步石墨和粘合剂溶液的相容性;具备激烈的消泡感化;易催化粘合剂线做爱链,进步粘结强度(异丙醇和乙醇的感化从实质上讲是一样的,多量量出产时可斟酌本钱身分而后挑选增添哪一种)。


水性粘合剂(SBR):将石墨、导电剂、增添剂和铜箔或铜网粘合在一路。小份子线性链状乳液,极易溶于水和极性溶剂。


去离子水(或蒸馏水):浓缩剂,酌量增添,转变浆料的活动性。


负极引线:由铜箔或镍带制成。


2.1正极混料 :


2.1.1质料的预处置


1) 钴酸锂:脱水。普通用120 °C常压烘烤2小时摆布。

2) 导电剂:脱水。普通用200 °C常压烘烤2小时摆布。

3) 粘合剂:脱水。普通用120-140 °C常压烘烤2小时摆布,烘烤温度视份子量的巨细决议。

4) NMP:脱水。操纵枯燥份子筛脱水或接纳出格取料举措措施,间接操纵。


2.1.2物料球磨:


1) 4小时竣事,过筛分手出球磨;

2) 将LiCoO2 和Carbon ECP倒入料桶,同时插手磨球(干料:磨球=1:1),在滚瓶及长遏制球磨,转速节制在60rmp以上


2.1.3 质料的搀和:


1) 粘合剂的消融(按规范浓度)及热处置。

2) 钴酸锂和导电剂球磨:使粉料开端夹杂,钴酸锂和导电剂粘合在一路,进步团圆感化和的导电性。配成浆料后不会零丁散布于粘合剂中,球磨时候普通为2h摆布;为避免混入杂质,凡是操纵玛瑙球作为球磨介子。


2.1.4 干粉的分手、浸润:


道理:固体粉末安排在氛围中,跟着时候的推移,将会吸附局部氛围在固体的外表上,液体粘合剂插手后,液体与气体起头争取固体外表;若是固体与气体吸附力比与液体的吸附力强,液体不能浸润固体;若是固体与液体吸附力比与气体的吸附力强,液体能够浸润固体,将气体挤出。


当润湿角≤90°,固体浸润。当润湿角>90°,固体不浸润。


正极资猜中的一切组员都能被粘合剂溶液浸润,以是正极粉料分手绝对轻易。


分手体例对分手的影响:


1)静置法(时候长,成果差,但不毁伤材料的原有布局);

2)搅拌法:自转或自转加公转(时候短,成果佳,但有能够毁伤个体材料的本身布局)。


搅拌桨对分手速率的影响:搅拌桨大抵包含蛇形、蝶形、球形、桨形、齿轮形等。普通蛇形、蝶形、桨型搅拌桨用来对分手难度大的材料或配料的初始阶段;球形、齿轮形用于分手难度较低的状况,成果佳。


搅拌速率对分手速率的影响。普通说来搅拌速率越高,分手速率越快,但对材料本身布局和对装备的毁伤就越大。


浓度对分手速率的影响。凡是情况下浆料浓度越小,分手速率越快,但太稀将致使材料的华侈和浆料积淀的减轻。


浓度对粘结强度的影响。浓度越大,柔制强度越大,粘接强度越大;浓度越低,粘接强度越小。


真空度对分手速率的影响。高真空度有益于材料裂痕和外表的气体排挤,降落液体吸附难度;材料在完整失重或重力减小的情况下分手均匀的难度将大大降落。


温度对分手速率的影响。适合的温度下,浆料活动性好、易分手。太热浆料轻易结皮,太冷浆料的活动性将大打扣头。


浓缩:将浆料调剂为适合的浓度,便于涂布。


2.1.5操纵步骤


a) 将NMP倒入能源夹杂机(100L)至80°C,称取PVDF插手此中,开机;参数设置:转速25±2r/min,搅拌115-125min;


b) 接通冷却系统,将已磨号的正极干料均匀分四次插手,每次距离28-32min,第三次加料视材料须要增添NMP,第四次加料后插手NMP;能源夹杂机参数设置:转速为20±2r/min


c) 第四次加料30±2min落后行高速搅拌,时候为480±10min;能源夹杂机参数设置:公转为30±2r/min,自转为25±2r/min;


d) 真空夹杂:将能源夹杂机接上真空,坚持真空度为-0.09Mpa,搅拌30±2min;能源夹杂机参数设置:公转为10±2min,自转为8±2r/min


e) 取250-300ml浆料,操纵黏度计丈量黏度;测试前提:转子号5,转速12或30rpm,温度规模25°C;


f) 将正极料从能源夹杂机中掏出遏制胶体磨、过筛,同时在不锈钢盆上贴上标识,与拉浆装备操纵员交代后可流入拉浆功课工序。


2.1.6注重事变

a)  实现,清算机器装备及任务情况;

b)  操纵机器时,需注重宁静,避免砸伤头部。


2.2 负极混料


2.2.1质料的预处置:


1) 石墨:

A、夹杂,使质料均匀化,进步分歧性。

B、300~400°C常压烘烤,撤除外表油性物资,进步与水性粘合剂的相容才能,修圆石墨外表棱角(有些材料为坚持外表特征,不许可烘烤,不然效力降落)。

2) 水性粘合剂:得当浓缩,进步分手才能


2.2.2 搀和、浸润和分手: 

1) 石墨与粘合剂溶液极性差别,不易分手。

2) 可先用醇水溶液将石墨开端润湿,再与粘合剂溶液夹杂。

3) 应得当降落搅拌浓度,进步分手性。

4) 分手进程为削减极性物与非极性物距离,进步势能或外表能,以是为吸热反映,搅拌时整体温度有所降落。如前提许可应当得当下降搅拌温度,使吸热变得轻易,同时进步活动性,降落分手难度。

5) 搅拌进程如插手真空脱气进程,解除气体,增进固-液吸附,成果更佳。

6) 分手道理、分手体例同正极配猜中的相干内容


2.2.3浓缩:

将浆料调剂为适合的浓度,便于涂布。


2.2.4物料球磨

1) 将负极和KetjenblackECP倒入料桶同时插手球磨(干料:磨球=1:1.2)在滚瓶及长遏制球磨,转速节制在60rmp以上;

2) 4小时竣事,过筛分手出球磨;


2.2.5操纵步骤

1) 纯清水加热至至80°C倒入能源夹杂机(2L)


2) 加CMC,搅拌60±2min;能源夹杂机参数设置:公转为25±2min,自转为15±2r/min;

3) 插手SBR和去离子水,搅拌60±2min;


能源夹杂机参数设置:公转为30±2min,自转为20±2r/min;

4) 负极干料分四次均匀挨次插手,加料的同时插手纯清水,每次距离28-32min;能源夹杂机参数设置:公转为20±2r/min,自转为15±2r/min;

5) 第四次加料30±2r/min落后行高速搅拌,时候为480±10min;


能源夹杂机参数设置:公转为30±2r/min,自转为25±2r/min;

6) 真空夹杂:将能源夹杂机接上真空,坚持真空度为-0.09到0.10Mpa,搅拌30±2min;


能源夹杂机参数设置:公转为10±2min,自转为8±2r/min

7) 取500ml浆料,操纵黏度计丈量黏度;


测试前提:转子号5,转速30rpm,温度规模25°C;

8) 将负极料从能源夹杂机中掏出遏制磨料、过筛,同时在不锈钢盆上贴上标识,与拉浆装备操纵员交代后可流入拉浆功课工序。


2.2.6 注重事变

1) 实现,清算机器装备及任务情况;

2) 操纵机器时,需注重宁静,避免砸伤头部。


配料注重事变:

ü避免混入别的杂质;

ü避免浆料飞溅;

ü浆料的浓度(固含量)应从高往低逐步调剂,以避免增添费事;

ü在搅拌的间歇进程中要注重刮边和刮底,确保分手均匀;

ü浆料不宜长时候弃捐,以避免积淀或均匀性降落;

ü需烘烤的物料必须密封冷却今后方能够插手,以避免组分材料性量变更;

ü搅拌时候的是非以装备机能、材料插手量为主;

ü搅拌桨的操纵以浆料分手难度遏制改换,没法改换的可将转速由慢到快遏制调剂,以避免毁伤装备;

ü出料前对浆料遏制过筛,撤除大颗粒以防涂布时构成断带;

ü对配料职员要增强培训,确保其把握专业常识,以避免变成大祸;

ü配料的关头在于分手均匀,把握该中间,别的体例可自行调剂。




一、电池建造所需参数


1、极片尺寸


锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图5)


2、拉浆工艺


a)集流体尺寸


正极(铝箔),间歇涂布


负极(铜箔),间歇涂布


b)拉浆分量请求


锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图6)


3、正极拉浆落后行以下工序:


裁大片  裁小片  称片(配片)  烘烤  轧片极耳焊接负极拉浆落后行以下工序:


裁大片  裁小片  称片(配片)  烘烤  轧片极耳焊接


.4、轧片请求


锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图7)


5、配片计划


锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图8)


 6、极片烘烤


锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图9)


备注:真空系统的真空度为-0.095-0.10Mpa; 掩护气为高纯氮气,气体气压大于0.5Mpa


7、极耳建造


a) 正极


正极极耳在正极片处接纳超声波焊接。铝条结尾与极片边缘平齐。


b) 负极


镍条尺寸:0.10×3.0×48mm,镍条间接用点焊机点焊,请求点焊点数为8个点镍条右边与负极片右边对齐,镍条结尾与极片边缘平齐。


8 隔阂尺寸:0.025×44.0×790±5mm


9 卷针宽度:22.65±0.05mm


10 压芯:电池卷绕后,先在电芯底部贴上24mm宽的通明胶纸,再用压平机冷压两次。


11 电芯入壳前请求


胶纸1:10.0×38.0±1.0mm,胶纸在电芯两侧散布均匀; 


胶纸2:10.0×38.0±1.0mm,镍条在胶纸中间;


胶纸3:24.0×30.0±2.0mm,胶纸在电芯两侧散布均匀;


镍条右边距电芯右边为7.0±1.0mm。


12 装壳


装壳时操纵双手同时使劲,徐徐将电芯装入电池壳中,制止划伤电芯。


13 负极极耳焊接


负极镍条与钢壳用点焊机遏制焊接,要保障焊接强度,制止虚焊。


14 激光焊接


激光焊接时应细心上夹具,电池壳与上盖共同杰出后才能遏制焊接,注重避免呈现焊偏。


15 电池真空烘烤


锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图10)


备注:

(1)真空系统的真空度为-0.095~-0.10MPa;


(2)掩护气为高纯氮气,气体压力>0.5MPa;


(3)每小时抽一次真空注一次氮气


16 注液量:2.9±0.1g


注液房绝对湿度:≤30%,温度:20±5℃封口胶布:6mm宽白色胶布,粘胶纸时注重擦净注液口处的电解液用2道橡皮筋将棉花牢固在注液口处。


17 化成轨制

(1) 启齿化成工艺

a) 恒流充电:40mA×4h;80mA×6h


  电压限定:4.00V


b) 全检电压,电压≥3.90V的电池遏制封口,电压<3.90V的电池用60mA恒流至3.90~4.00V后封口,再打钢珠


c) 电池洗濯,洗濯剂为醋酸+酒精


(2) 续化成轨制

按法式遏制续化成:


a) 恒流充电(400mA,4.20V,10min)


b) 休眠(2min)


c) 恒流充电(400mA,4.20V,100 min)

·
d) 恒压充电(4.20V,20 mA,150 min)


e) 休眠(30min)


f) 恒放逐电(750mA,2.75V,80 min)


g) 休眠(30min)


h) 恒流充电(750mA,3.80V,90 min)


j) 恒压充电(3.80V,20 mA,150 min)


(3) 检测分容


按以下层次对电池遏制分容:


锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图11)

电池下柜后全检电压,电压<3.77V的电池接纳法式补电:


(1)恒流充电(750mA,3.80V,10 min)


(2)休眠(2min)


(3)恒流充电(750mA,3.80V,30 min)


(4)恒压充电(3.80V,20 mA,60min)


18 电池复检


电池下柜分容后在室温下安排20天遏制复检,步骤以下:


a) 用整形机对电池整形;


b) 全检电池厚度、电压、内阻,分类体例以下:


锂离子电池的的道理、配方和工艺流程(图12)





二、电池建造工艺流程




1、(正、负极)干混→湿混→滚涂膏体在导电基体上→3步枯燥→卷绕→切边(切成必然宽度)→辊压→卷绕(备用)干混接纳球磨, 磨球是玻璃球或氧化锆陶瓷球;


湿混接纳。行星式拌粉机, 其叶片别离装在2-3个轴上, 夹杂成果更好。湿混中溶剂数目要得当, 构成适合的流失常, 以取得光滑的涂层。滚涂电极膏体要保障必然的粘度, 膏体涂于铝箔或铜箔的两面, 而涂层的厚度取决于电池的型号。而后再接踵经由进程3个加热区遏制枯燥, NMP(或水)从涂层中随热氛围或枯燥氮气活动而挥发, 溶剂能够收受接管再操纵。辊压是为了进步涂层的密度, 并使电极厚度能合适电池拆卸的尺寸, 辊压阶段的压力要适中, 以避免卷绕时粉料散落。


2、电池的组装


圆柱电池的拆卸工艺流程:绝缘底圈入筒→卷绕电芯入筒→拔出芯轴→焊负极集流片于钢筒→拔出绝缘圈→钢筒滚线→真空枯燥→注液→组合帽(PTC元件等)焊到正极引极上→封口→X射线查抄→编号→化成→轮回→陈化。


方形电池拆卸工艺流程:绝缘底入钢盒→片状组合电芯入筒→负极集流片焊于钢盒→上密封垫圈→正极集流片焊于杆引极→组合盖(PTC元件等)焊到旋引极上→组合盖定位→激光焊接→真空枯燥→注液→密封→X射线查抄→编号→化成→轮回→陈化。


拆卸工艺申明:以圆柱形电池为例(方形电池根基进程不异)。卷绕芯入筒之前, 将铝条(0.08—0.15㎜厚、3㎜宽)和镍条(0.04—0.10㎜厚, 3㎜宽)别离用超声波焊接在正、负极导电基体的指定处作为集流引极。


电池隔阂普通接纳PE/PP2层或PP/PE/PP 3层构成, 隔阂都是颠末120℃热处置过的, 以增添其禁止性和进步其宁静性。


正极、隔阂、负极3者叠合后卷绕入筒, 因为接纳涂膏电极, 故必须让膏体材料与基体连系得好, 以构成高密度电极, 出格要避免掉粉, 以避免其穿透隔阂而引发电池内部短路。


卷绕电芯拔出钢筒之前, 放一个绝缘底入钢筒底部是为了避免电池内部短路这对普通电池都是不异的。


电解质普通接纳LiPF6和非水无机溶剂, 在真空注液之前,电池要真空枯燥24/h, 以撤除电池组分中的水份和潮气, 以避免LiPF6与水反映构成HF而延长命命。


电池密封接纳涂密封胶、拔出垫圈、卷边加断面缩短进程,根基道理与碱性可充电池不异。封口今后, 电池要用异丙醇和水的夹杂液撤除油污物和溅出的电解液, 而后再枯燥。操纵一种气息传感器或“ 嗅探器”元件查抄电池漏液情况。


全部电池拆卸实现今后, 电池要用X射线判定电池内部布局是不是普通, 对电芯不正、钢壳裂痕、焊点情况、有没有短路等遏制查抄, 解除有上述缺点的电池, 确保电池品质。


最后一道工序是化成, 电池第1次充电, 阳极上构成掩护膜, 称为固体电解质中间相层(SEI), 它能避免阳极与电解质反映, 并是电池宁静操纵、高容量、长命命的关头因素。电池颠末几回充放电轮回今后陈化2—3周, 剔去微短路电池, 再遏制容量分选包装后即成为商品了。





三、电池的机能





1、电机能: 


(1) 额外容量0.5C放电,单体电池放电时候不低于2h,电池组放电时候不低于108min(95%); 


(2)1C放电容量:1C放电,单体电池放电时候不低于57min(95%),电池组放电时候不低于54min(90%); 


3)低温放电容量:-20℃下0.5C放电,单体或电池组放电时候均不低于72min(60%); 


(4)低温放电容量:55℃下0.5C放电,单体电池放电时候不低于104min(95%),电池组放电时候不低于108min(90%); 


(5) 荷电坚持及规复才能:满电常温下弃捐28天,荷电坚持放电时候不低于96min(80%),荷电规复放电时候不低于108min(90%); 


(6)储存机能:遏制储存实验的单体电池或电池组应选自出产日期缺乏3个月的,储存前充50%~60%的容量,在情况温度40℃±5℃,绝对湿度45%~75%的情况储存90天。储存期满后掏出电池组,用0.2C布满电弃捐1h后,以0.5C恒放逐电至遏制电压,上述实验可反复测试3次,放电时候不低于72min(60%); 


(7)轮回寿命:电池或电池组接纳0.2C充电,0.5C放电做轮回,当延续两次放电容量低于72min(60%)时遏制测试,单体电池轮回寿命不低于600次,电池组轮回寿命不低于500次; 


(8)低温弃捐寿命:应选自出产日期缺乏三个月的单体电池的遏制低温弃捐寿命实验,遏制弃捐前应充入50%±5%的容量,而后在情况温度为55℃±2℃的条下弃捐7天。7天后将电池掏出,在情况温度为20℃±5℃下弃捐2~5h。先以0.5C将电池放电至遏制电压,0.5h后按0.2C遏制充电,静置0.5h 后,再以0.5C恒放逐电至遏制电压,以此容量作为规复容量。以上步骤为1周轮回,直至某周放电时候低于72min(60%),实验竣事。弃捐寿命不低于56天(8周轮回)。 


2、宁静机能


(1)延续充电:将单体电池以0.2ItA恒流充电,当单体电池端电压到达充电限定电压时,改成恒压充电并坚持28d,实验竣事后,应不泄露、不气馁、不分裂、不动怒、不爆炸(相称于满电浮充)。 


(2)过充电:将单体电池用恒流稳压源以3C恒流充电,电压到达10V后转为恒压充电,直到电池爆炸或动怒或充电时候为90min或电池外表温度不变(45min内温差≤2℃)时遏制充电,电池应不动怒、不爆炸(3C10V);将电池组用稳压源以0.5ItA恒流充电,电压到达n×5V(n为串连单体电池数)后转为恒压充电,直到电池组爆炸或动怒或充电时候为90min或电池组外表温度不变(45min内温差≤2℃)时遏制充电,电池应不动怒、不爆炸。 


(3)强迫放电(反向充电):将单体电池先以0.2ItA恒放逐电至遏制电压,而后以1ItA电流对电池遏制反向充电,请求充电时候不低于90min,电池应不动怒、不爆炸;将电池组此中一只单体电池放电至遏制电压,其他均为布满电态的电池,再以1ItA恒放逐电至电池组的电压为0V时遏制放电,电池应不动怒、不爆炸。 


(4)短路测试:将单体电池经内部短路90min,或电池外表温度不变(45min内温差≤2)时遏制短路,内部线路电阻应小于50mΩ,电池应不动怒、不爆炸;将电池组的正负极用小于电阻0.1Ω的铜导线毗连直至电池组电压小于0.2V或电池组外表温度不变(45min内温差≤2℃),电池应不动怒、不爆炸 


3、机器机能


(1)挤压:将单体电池安排在两个挤压立体中间,逐步增添压力至13kN,圆柱形电池挤压标的目的垂直于圆柱轴的纵轴,方形电池挤压电池的宽面和窄面。每只电池只能接管一次挤压。实验成果应合适4.1.2.1的划定。在电池组上放一向径为15cm的钢棒对电池组的宽面和窄面挤压电池组,挤压至电池组原尺寸的85%,坚持5min,每一个电池组只接管一次挤压。 


(2)针刺:将单体电池放在一钢制的夹具中,用φ3mm~φ8mm的钢钉从垂直于电池极板的标的目的贯串(钢针逗留在电池中),延续90min,或电池外表温度不变(45min内温差≤2℃)时遏制实验。 


(3)重物打击:将单体电池安排于一钢性立体上,用直径15.8mm的钢棒平放在电池中间,钢棒的纵轴平行于立体,让分量9.1kg的重物从610mm高度自在落到电池中间的钢棒上;单体电池是圆柱形时,撞击标的目的垂直于圆柱面的纵轴;单体电池是方形时,要撞击电池的宽面和窄面,每只电池只能接管一次撞击。 


(4) 机器打击;将电池或电池组接纳刚性牢固的体例(该体例能撑持电池或电池组的一切牢固外表)将电池或电池组牢固在实验装备上。在三个相互垂直的标的目的上各蒙受一次等值的打击。最少要保障一个标的目的与电池或电池组的宽面垂直,每次打击按下述体例遏制:在最后的3ms内,最小均匀加速率为735m/s2,峰值加速率应当在1225 m/s2和1715 m/s2之间。 


(5) 振动:将电池或电池组间接装置或经由进程夹具装置在振动台面长遏制振动实验。实验前提为频次10Hz~55Hz,加速率29.4 m/s2,XYZ每一个标的目的扫频轮回次数为10次,扫频速率为1oct/min。 


(6)自在跌落:将单体电池或电池组由高度(最低点高度)为600mm的地位自在跌落到水泥空中上的20mm厚的硬木板上,从XYZ三个标的目的各一次。自在跌落竣事后。 


4、情况顺应性 


(1) 低温烘烤:将单体电池放入低温防爆箱中,以(5±2℃)/min升温速率升温至130℃,在该温度下保温10min。 


(2) 低温储存:将单体电池或电池组安排在75±2℃的烘箱中弃捐48h,电池应,应不泄露、不气馁、不分裂、不动怒、不爆炸。 


(3)低气压:(UL规范)。 


锂电池对各构成部份物资的请求 :


1. 对正负极物资的请求 

• 正极电位超正,负极电位越负 

• 活性要高(反映快) 

• 活性物资在电解液中要不变,自溶速率要小 

• 活性物资要有杰出的导电机能,电阻小 

• 便于出产,资本丰硕 

 

2. 导电剂的挑选: 

• 有优良的的导电性 

 化学成分不变,吸水性小,易储存 

• 便于操纵 

 

 

今朝市场上最好的导电剂这天本的Ketjenblack(科琴超导碳黑)系列超等导电剂,如

果Ketjenblack ECP和Ketjenblack ECP600JD。日本的产家多数接纳这类导电剂。

科琴超导碳黑首要由上海翠科化工科技无限公司供给。 

 

3. 对电解液的请求 

• 电导率高,分散效力好,粘度低 

• 化学成分不变,挥发性小,易储存 

• 正负极活性物资在电液中能持久坚持不变 

• 便于操纵 

 

电解液今朝存在的凸起题目 

• 与正负极的相容性。 

 随电压下降,电解质溶液分化发生气体,使内压增大,致使对电池空难性的粉碎以

及下降电池任务温度时溶剂的抗氧化才能较低。  

 

4. 对隔阂请求 

• 有杰出的不变性 

• 具备必然的机器强度和抗曲折才能,有顺从枝晶穿透才能 

• 吸水性杰出,孔径、孔率合适请求 

• 便于操纵 

 

5.  对外壳请求 

• 有较高的机器强度,蒙受普通的打击 

• 具备耐工艺侵蚀的才能 

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