《锂离子电池》课件

《锂离子电池》ppt课件•锂离子电池简介•锂离子电池的组成与结构目录•锂离子电池的充放电性能•锂离子电池的安全性能与维护•锂离子电池的发展趋势与挑战01锂离子电池简介定义与工作原理定义锂离子电池是一种可充电的二次电池，通过锂离子在正负极之间的迁移实现电能的储存和释放工作原理充电时，正极上的电子通过外部电路流向负极，而正极上的锂离子通过电解质流向负极并嵌入到负极材料中；放电时，电子从负极通过外部电路流向正极，同时锂离子从负极经由电解质流向正极并嵌入到正极材料中锂离子电池的种类与特点种类锂钴氧化物电池、锂镍氧化物电池、锂锰氧化物电池等特点高能量密度、长寿命、自放电率低、无记忆效应等锂离子电池的应用领域移动设备手机、平板电脑、数码相机等电动汽车与混合动力汽车提供持久的续航里程和快速充电能力能源存储家庭和商业用的储能系统，平衡电网负荷和提高可再生能源利用率02锂离子电池的组成与结构正极材料正极材料常见正极材料是锂离子电池的重要组成部分，负责包括钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等存储和释放能量功能发展趋势正极材料决定了电池的能量密度、充随着技术的进步，新型正极材料的研放电性能和使用寿命究和开发不断涌现，以提高电池性能和安全性负极材料负极材料常见负极材料功能发展趋势是锂离子电池的另一个负极材料对电池的充放寻找高容量、高循环稳关键组成部分，负责存包括石墨、钛酸锂等电容量、循环寿命和安定性和安全性的负极材储锂离子全性具有重要影响料是当前的研究重点电解液电解液功能在锂离子电池中起到传输锂离子的作用电解液的性能直接影响电池的离子导电率、充放电速率和安全性要求发展趋势理想的电解液应具有高离子导电率、化学稳研究新型电解液体系以提高电池性能和安全定性好、无毒无害等特点性是当前的研究热点隔膜隔膜要求位于正负极之间，起到隔离正负极并允许隔膜需具有足够的机械强度、化学稳定性锂离子通过的作用好、孔径合适等特点功能发展趋势隔膜的性能对电池的安全性、内阻和循环开发新型隔膜材料以提高电池性能和安全寿命具有重要影响性是未来的研究方向03锂离子电池的充放电性能充放电曲线充放电曲线展示锂离子电池在不同充电和放电状态下的电压和电流变化充电曲线显示电池从开始充电到充满电的整个过程中，电压和电流随时间的变化趋势放电曲线显示电池在放电过程中，电压和电流随时间的变化趋势充放电过程中的反应机理充电反应机理反应过程中的副反应描述在充电过程中，锂离子从正极脱说明在充放电过程中可能发生的副反出，经过电解质传递到负极并嵌入其应及其对电池性能的影响中的化学反应过程放电反应机理描述在放电过程中，锂离子从负极脱出，经过电解质传递到正极并嵌入其中的化学反应过程锂离子电池的容量与能量密度容量描述锂离子电池的容量，即电池能够存储的最大电量，通常以mAh或Ah表示能量密度描述锂离子电池的能量密度，即电池每单位重量或单位体积所能存储的能量，通常以Wh/kg或Wh/L表示容量与能量密度的影响因素分析影响锂离子电池容量和能量密度的因素，如电极材料、电解质等04锂离子电池的安全性能与维护锂离子电池的安全问题过充过放温度过高当电池充电过度时，正极材料会过度放电会导致负极过渡金属锂在高温环境下，锂离子电池内部释放出氧气，通过电解液与负极形成锂枝晶，刺穿隔膜，造成电的化学反应速率会增加，可能导发生反应，导致电池内部温度和池短路，可能引发燃烧或爆炸致电池内部温度升高，引发燃烧压力升高，可能引发燃烧或爆炸或爆炸锂离子电池的安全防护措施010203安装保护电路使用安全材料控制使用温度保护电路可以防止电池过选用安全系数高的正负极避免在高温环境下使用锂充和过放，避免电池内部材料、电解液和隔膜等材离子电池，可以降低电池温度和压力升高料，提高电池的安全性能内部温度升高的风险锂离子电池的保养与维护定期检查控制充电次数储存环境定期检查电池的外观、电避免频繁充电和放电，按锂离子电池应存放在干燥、压和电流等参数，及时发照厂家推荐的充电次数进阴凉、通风良好的地方，现和处理问题行充电避免阳光直射和高温环境05锂离子电池的发展趋势与挑战新型锂离子电池的开发与研究固态锂离子电池固态电解质替代液态电解质，提高电池安全性1锂硫电池高能量密度，但循环寿命和稳定性有待提高2锂空气电池理论能量密度极高，但目前仍处于实验室阶段3锂离子电池在电动汽车领域的应用与挑战电动汽车市场增长01随着环保意识的提高和技术的进步，电动汽车市场持续增长续航里程与充电时间02提高电池能量密度、缩短充电时间是关键挑战成本与政策支持03降低成本、政策支持对电动汽车的推广至关重要锂离子电池的回收与再利用环保需求电池回收有助于减少对环境的污染回收技术物理分离、化学溶解等技术用于回收锂离子电池中的有价金属经济性分析回收成本与再利用价值之间的平衡是关键因素。