聚合物锂电池原理特性及安全使用注意事项

,Quality assurance,Designed to power you,*,McNair,责任 尊重 创新,1,聚合物锂,电,电池原理,、,、特性及,安,安全使用,注,注意事项,NOV21,th, 2012,McNair New PowerCo., Ltd,2,目 录,锂电池认,知,知及原理,锂电池性,能,能特性,锂电池常,见,见问题,锂电池装,配,配注意事,项,项,锂,电,电,池,池,安,安,全,全,使,使,用,用,注,注,意,意,事,事,项,项,3,锂,电,电,池,池,认,认,知,知,及,及,原,原,理,理,4,锂,电,电,池,池,认,认,知,知,及,及,原,原,理,理,1,、,电,电,池,池,认,认,知,知,：,：,A,、,电,电,池,池,是,是,一,一,种,种,将,将,电,电,能,能,转,转,换,换,成,成,化,化,学,学,能,能,的,的,一,一,种,种,储,储,能,能,设,设,备,备,。,。,常,见,见,的,的,电,电,池,池,可,可,分,分,为,为,两,两,大,大,类,类,；,；,一,一,类,类,为,为,一,一,次,次,性,性,电,电,池,池,（,（,即,即,用,用,完,完,后,后,不,不,能,能,够,够,再,再,次,次,充,充,电,电,重,重,复,复,利,利,用,用,的,的,电,电,池,池,，,，,常,常,见,见,的,的,有,有,：,：,锌,锌,锰,锰,电,电,池,池,、,、,碱,碱,性,性,电,电,池,池,等,等,）,）,，,，,另,另,一,一,类,类,二,二,次,次,性,性,电,电,池,池,（,（,即,即,用,用,完,完,后,后,可,可,通,通,过,过,再,再,次,次,充,充,电,电,后,后,重,重,复,复,使,使,用,用,的,的,电,电,池,池,，,，,常,常,见,见,的,的,有,有,：,：,镍,镍,氢,氢,电,电,池,池,、,、,镍,镍,镉,镉,电,电,池,池,、,、,锂,锂,电,电,电,电,池,池,等,等,）,）,。,。,B,、,电,电,池,池,属,属,于,于,安,安,规,规,部,部,品,品,。,C,、,电,电,池,池,的,的,使,使,用,用,必,必,须,须,满,满,足,足,一,一,定,定,的,的,内,内,外,外,部,部,条,条,件,件,并,并,提,提,供,供,足,足,够,够,的,的,保,保,护,护,。,。,D,、,电,电,池,池,的,的,相,相,关,关,安,安,全,全,认,认,证,证,标,标,准,准,。,。,UL1642/UL2054,GB18287,IEC61950-1/IEC61950-2,UN,.,5,Anode(-),LiIonCell,Cathode(+),Separator,Electrolyte,Cell,锂,电,电,池,池,认,认,知,知,及,及,原,原,理,理,2,、,锂,锂,电,电,池,池,原,原,理,理,：,：,锂,离,离,子,子,电,电,芯,芯,的,的,反,反,应,应,机,机,理,理,是,是,随,随,着,着,充,充,放,放,电,电,的,的,进,进,行,行,，,，,锂,锂,离,离,子,子,在,在,正,正,负,负,极,极,之,之,间,间,嵌,嵌,入,入,和,和,脱,脱,出,出,，,，,往,往,返,返,穿,穿,梭,梭,电,电,芯,芯,内,内,部,部,而,而,没,没,有,有,金,金,属,属,锂,锂,的,的,存,存,在,在,，,，,因,因,此,此,锂,锂,离,离,子,子,电,电,芯,芯,更,更,加,加,安,安,全,全,稳,稳,定,定,。,。,其,其,反,反,应,应,示,示,意,意,图,图,及,及,基,基,本,本,反,反,应,应,式,式,如,如,下,下,所,所,示,示,：,：,CELL,组成部分,6,-,+,Charge:,Cathode (+),:,LiCoO,2,Li,1-x,CoO,2,+ xLi,+,+ xe,-,Anode(-),:,nC +xLi,+,+xe,-,LixCn,Battery reaction,:,LiCoO,2,+ 6C,Li,1,-x,CoO,2,+ Li,x,C,6,锂电池认知,及,及原理,充电反应原,理,理及反应式,7,锂电池构造,结,结构图,锂电池认知,及,及原理,8,锂电池性能,特,特性,锂电池认知,及,及原理,9,1,、锂电池优,缺,缺点：,A,、优点：,a,、电压高,:,单体电池的,工,工作电压高,达,达,3.7-3.8V,（电芯电压,最,最高可充到,4.2V,），是,Ni-Cd,、,Ni-H,电池的,3,倍,.,b,、比能量大,:,目前能达到,的,的实际比能,量,量为,555Wh/kg,左右，即材,料,料能达到,150mAh/g,以上的比容,量,量（,3-4,倍于,Ni-Cd,，,2-3,倍于,Ni-MH,），已接近,于,于其理论值,的,的约,88%,。,c,、循环寿命,长,长：,一般均可达,到,到,500,次以上,甚至,1000,次以上，磷,酸,酸铁锂的可,以,以达到,2000,次以上。对,于,于小电流放,电,电的电器,电池的使用,期,期限，将倍,增,增电器的竞,争,争力。,锂电池性能,特,特性,10,d,、安全性能,好,好：,无公害,无记忆效应,.,作为,Li-ion,前身的锂电,池,池,因金属锂易,形,形成枝晶发,生,生短路,缩减了其应,用,用领域：,Li-ion,中不含镉、,铅,铅、汞等对,环,环境有污染,的,的元素：部,分,分工艺（如,烧,烧结式）的,Ni-Cd,电池存在的,一,一大弊病为,“,“记忆效应,”,”，严重束,缚,缚电池的使,用,用，但,Li-ion,根本不存在,这,这方面的问,题,题。,e,、自放电小,：,：,室温下充满,电,电的,Li-ion,储存,1,个月后的自,放,放电率为,2%,左右，大大,低,低于,Ni-Cd,的,25-30%,，,Ni,、,MH,的,30-35%,。,f,、可快速充,放,放电：,充电,30,分钟容量可,以,以达到标称,容,容量的,80%,以上，现在,磷,磷铁电池可,以,以达到,10,分钟充电到,标,标称容量的,90%,。,g,、工作温度,范,范围高：,工作温度为,-2555C,，随着电解,液,液和正极的,改,改进，期望,能,能扩宽到,-4070C,。,锂电池性能,特,特性,11,B,、,缺,点：,a,、衰老：,与其它充电,电,电池不同，,锂,锂离子电池,的,的容量会缓,慢,慢衰退，与,使,使用次数无,关,关，而与温,度,度有关。可,能,能的机制是,内,内阻逐渐升,高,高，所以，,在,在工作电流,高,高的电子产,品,品更容易体,现,现。用钛酸,锂,锂取代石墨,似,似乎可以延,长,长寿命。,储,储存温度与,容,容量永久损,失,失速度的关,系,系：,充电电量,储,储存温度,0,储存温度,25,储存温度,40,储存温度,60,40,60,2,/,年,4,/,年,15,/,年,25,/,年,100,6,/,年,20,/,年,35,/,年,80,/6,月,b,、不,耐,耐受,过,过充,：,：,过充,电,电时,，,，过,量,量嵌,入,入的,锂,锂离,子,子会,永,永久,固,固定,于,于晶,格,格中,，,，无,法,法再,释,释放,，,，可,导,导致,电,电池,寿,寿命,短,短及,产,产气,造,造成,气,气鼓,。,。,锂电池性,能,能特性,12,c,、不耐受,过,过放：,过放电时,，,，电极脱,嵌,嵌过多锂,离,离子，可,导,导致晶格,坍,坍塌，从,而,而缩短寿,命,命及产气,造,造成气鼓,。,。,d,、需要多,重,重保护机,制,制：,由于错误,使,使用会减,少,少寿命，,甚,甚至可能,导,导致爆炸,，,，所以，,锂,锂离子电,池,池设计时,增,增加了多,种,种保护机,制,制。,保护电路,：,：,防止过充,、,、过放、,过,过载、过,热,热。,排气孔：,避免电池,内,内部压强,过,过大。,隔膜特性,：,有较高的,抗,抗穿刺强,度,度，防止,内,内部短路,；,；在电池,内,内部温度,过,过高时,还,还能融,化,化，阻止,锂,锂离子通,过,过，阻滞,电,电池反应,，,，升高内,阻,阻,(,至,2k),。,锂电池性,能,能特性,13,2,、锂电池,的,的危险性,：,：,锂离子电,池,池在拥有,优,优越的性,能,能的反面,，,，也有几,个,个危险性,：,：,A,、过充电,时,时锂金属,析,析锂到电,极,极与电极,间,间，产生,短,短路，会,有,有破裂，,冒,冒烟，起,火,火的危险,。,。,B,、如果过,充,充电的话,，,，电压会,上,上升到,4.6V,cell,以上，元,件,件达到热,爆,爆炸的状,态,态，从而,发,发生破裂,，,，冒烟，,起,起火的危,险,险。,C,、 因为,电,电气容量,大,大内部电,阻,阻低，所,以,以外部短,絡,絡时通过,大,大的电流,，,，电池内,部,部达到热,爆,爆炸的状,态,态，从而,发,发生破裂,，,，冒烟，,起,起火的危,险,险。,D,、因为电,解,解液使用,了,了有机溶,剂,剂所以有,燃,燃烧的可,能,能性。,锂电池性,能,能特性,14,锂电池性,能,能特性,锂电池常,见,见问题,锂电池认,知,知及原理,15,锂电池常,见,见问题,聚合物锂,离,离子电池,生,生产及使,用,用过程中,可,可能出现,的,的问题：,1,、气胀和,漏,漏液,2,、掉电,3,、容量不,足,足,4,、无电压,/,无法充放,电,电,5,、外观不,良,良,6,、尺寸超,标,标,7,、其他,16,锂电池性,能,能特性,锂电池常,见,见问题,锂电池装,配,配注意事,项,项,锂电池认,知,知及原理,17,锂电池装,配,配注意事,项,项,1,、电池装,配,配前准备,事,事项：,A,：所有作,业,业人员要,戴,戴好棉手,套,套及静电,环,环；保持,台,台面整洁,无,无任何尖,锐,锐物；,B,：作业台,面,面最好要,用,用绒布铺,平,平整,无任何其,它,它与作业,无,无关的物,质,质；,C,：在转用,时,时电池摆,放,放整齐有,序,序，不能,有,有堆积与,碰,碰撞电池,及,及划伤表,面,面铝塑膜,；,；,D,：所有焊,接,接电池使,用,用的恒温,烙,烙铁温度,都,都必须控,制,制在,35010，,焊接时间,小,小于5,S；,18,锂电池装,配,配注意事,项,项,2,、电池检,测,测操作过,程,程中注意,事,事项：,A,：所有作,业,业员在测,试,试电压、,内,内阻时不,能,能将电池,的,的极耳或,引,引线进行,短,短路；,B:,进行剪电,池,池极耳或,引,引线时剪,刀,刀不能碰,伤,伤电池表,面,面任何地,方,方；,C,：在电池,下,下拉的时,要,要轻拿轻,放,放，避免,对,对电池造,成,成损伤；,D,：所有电,池,池在进行,焊,焊接,PCBA,的时要防,止,止烙铁碰,到,到保护板,的,的任何元,件,件或电池,表,表面铝塑,膜,膜上；在,焊,焊接引线,的,的时烙铁,不,不能烫伤,电,电池引线,;,电池的正负,极,极不能焊反,；,；,E:,在进行电池,功,功能测试时,不能将电池,的,的正负极接,反,反,更不能将电,池,池的正负极,短,短路；,19,锂电池装配,注,注意事项,3,、电池与整,机,机组装注意,事,事项,:,A,：全检所有,电,电池外观,在确保电池,外,外观良好的,情,情况下才进,行,行组装；,B:,电池在进行,组,组装前要将,每,每个电池作,好,好绝缘措施,防止电池在,组,组装过程中,发,发生短路；,C:,所有电池组,装,装后都要进,行,行确认检查,电,电池表面有,无,无损伤，有,无,无被挤压，,有,有无将电池,正,正负极接反,等,等，确保每,个,个电池组装,后,后的有一定,的,的的空间,(3MM,以上,),；,D:,电池组装后,不,不能有电池,晃,晃动或不固,定,定的现象，,电,电池在整机,内,内不能有接,触,触、靠近产,生,生高温器件,或,或裸露导电,引,引线相接触,；,；,E:,电池组装周,围,围位置必须,平,平整无尖锐,状,状物品相接,触,触；,F:,电池组装后,非,非试验品严,禁,禁跌落，跌,落,落后电池不,能,能以良品使,用,用；,G:,整机维修时,建,建议将电池,取,取下，避免,因,因操作不当,损,损伤电池。,20,锂电池性能,特,特性,锂电池常见,问,问题,锂电池装配,注,注意事项,锂电池安全,使,使用注意事,项,项,锂电池认知,及,及原理,21,锂电池安全,使,使用注意事,项,项,1,、充电：,A,、充电电流,：,：,充电电流不,得,得超过产品,规,规格书中规,定,定的最大充,电,电电流。使,用,用高于推荐,值,值电流充电,将,将可能引起,电,电芯的充放,电,电性能、机,械,械性能和安,全,全性能的问,题,题，并可能,会,会导致发热,或,或泄漏。,B,、充电电压,：,：,充电电压不,得,得超过产品,规,规格书中规,定,定的充电电,压,压（,4.2V/,电芯）。充,电,电电压绝对,不,不能超过产,品,品规格书中,规,规定最高的,极,极限充电电,压,压。充电器,的,的设计应满,足,足这个条件,。,。,充电电压高,于,于充电极限,电,电压值时，,将,将可能引起,电,电芯的充放,电,电性能、机,械,械性能和安,全,全性能的问,题,题，可能会,导,导致发热或,泄,泄漏并引起,安,安全问题。,C,、充电温度,：电池必须,在,在产品规格,书,书指定的环,境,境温度范围,内,内进行充电,。,。,D,、禁止反向,充,充电：,正确连接电,池,池的正负极,，,，严禁反向,充,充电。若电,池,池正负极接,反,反，将无法,对,对电芯进行,正,正常充电。,同,同时，反向,充,充电会降低,电,电芯的充放,电,电性能、安,全,全性，并会,导,导致发热、,泄,泄漏。,22,锂电池安全,使,使用注意事,项,项,2,、,放电：,A,、放电电流,：,：,放电电流不,得,得超过本产,品,品规格书规,定,定的最大放,电,电电流，大,电,电流放电会,导,导致放电芯,容,容量剧减并,导,导致过热等,一,一系列问题,。,。,B,、放电温度,：,：,电芯必须在,产,产品规格书,中,中指定的环,境,境温度范围,内,内进行放电,。,。,C,、过放电：,需要注意的,是,是，在电芯,长,长期未使用,期,期间，它可,能,能会用其自,放,放电特性而,处,处于某种过,放,放电状态。,为,为防止过放,电,电的发生，,电,电芯应定期,充,充电，将其,电,电压维持在,3.7V/cell,至,3.99V/cell,之间。过放,电,电会导致电,芯,芯性能、电,池,池功能的丧,失,失及产气。,23,锂电池安全,使,使用注意事,项,项,3,、保护电路,模,模块（,PCM,）：,电芯,/,电池包装应,配,配有,PCM,以正确保护,电,电芯,/,电池。,PCM,应具备以下,功,功能以保证,安,安全并防止,损,损坏电芯性,能,能：,1,）过充电保,护,护；,2,）过放电保,护,护；,3,）过流保护,，,，,4,）短路保护,。,。,A,、过充电保,护,护：,当电池中任,一,一电芯的电,压,压达到最大,充,充电上限电,压,压时，过充,电,电保护应立,刻,刻停止充电,。,。,B,、过放电保,护,护：,当电池中任,一,一电芯的电,压,压达到最小,放,放电下限电,压,压时，过放,电,电保护应立,刻,刻停止放电,。,。,C,、过流保护,：,：,当电池在充,电,电或者放电,过,过程中，经,过,过电路的电,流,流高于过流,保,保护电流时,，,，过流保护,应,应立刻停止,充,充电或者放,电,电功能。,D,、短路保护,：,：,当电池在充,电,电或者放电,过,过程中，外,部,部电路发生,短,短路时，短,路,路保护应立,刻,刻停止充电,或,或者放电功,能,能。,24,锂电池安全,使,使用注意事,项,项,4,、贮存,A,、电芯储存,温,温度必须在,产,产品规格书,指,指定的环境,底,底下进行。,长期存储电,池,池（超过,3,个月） 须,置,置于温度为,235,、湿度为,6520,RH,。贮存电压,为,为,3.7V3.99V,，贮存电量,为,为,50%70%,。,B,、电池存储,超,超过六个月,后,后，需对电,池,池进行充放,电,电循环保养,，,，避免电池,寿,寿命缩短。,C,、当电池存,储,储在主机里,，,，且主机没,有,有硬关机的,情,情况下，需,三,三个月对电,池,池进行充电,一,一次，避免,由,由于主机枆,电,电而造成电,池,池过放，电,池,池寿命缩短,。,。,25,锂电,池,池安,全,全使,用,用注,意,意事,项,项,5,、电,芯,芯操,作,作注,意,意事,项,项：,由于,电,电芯,属,属于,软,软包,装,装（,铝,铝塑,膜,膜包,装,装）,，,，为,保,保证,电,电芯,的,的性,能,能不,受,受损,害,害，,必,必须,小,小心,对,对电,芯,芯进,行,行操,作,作。,A,、铝,箔,箔包,装,装材,料,料,易被,尖,尖锐,部,部件,刺,刺损,，,，诸,如,如镍,片,片，,尖,尖针,。,。,禁止,用,用尖,锐,锐部,件,件碰,撞,撞电,池,池；,取放,电,电芯,时,时，,请,请修,短,短指,甲,甲或,戴,戴上,手,手套,；,；,应清,洁,洁工,作,作环,境,境，,避,避免,有,有尖,锐,锐物,体,体存,在,在！,B,、顶,侧,侧封,边,边：,顶侧,封,封边,非,非常,容,容易,受,受到,损,损害,。,。,禁止,弯,弯折,顶,顶侧,封,封边,！,！,26,锂电,池,池安,全,全使,用,用注,意,意事,项,项,C,、,折边,:,折边,在,在电,池,池生,产,产过,程,程中,已,已完,成,成，,并,并通,过,过了,密,密封,测,测试,。,。,禁止,打,打开,或,或破,坏,坏折,边,边！,D,、,极耳,:,极片,的,的机,械,械强,度,度并,非,非异,常,常坚,固,固，,特,特别,是,是铝,极,极耳,.,禁止,多,多次,弯,弯折,极,极耳,！,27,锂电,池,池安,全,全使,用,用注,意,意事,项,项,E,、,机械,撞,撞击,:,禁止,坠,坠落,、,、冲,击,击、,弯,弯折,、,、损,坏,坏电,芯,芯,电池,！,！禁,止,止将,已,已用,背,背胶,粘,粘在,主,主机,上,上的,电,电池,用,用力,拆,拆下,！,！拆,下,下的,电,电池,禁,禁止,使,使用,！,！,F,、,短路,:,任何,时,时候,禁,禁止,有,有短,路,路,！,28,锂电,池,池安,全,全使,用,用注,意,意事,项,项,6,、其,它,它安,全,全使,用,用注,意,意事,项,项：,A,、防止,电,电池,包,包装,内,内产,生,生短,路,路,:,引线,与,与电,芯,芯之,间,间要,有,有足,够,够的,绝,绝缘,层,层以,保,保证,绝,绝对,安,安全,。,。外,壳,壳内,不,不得,有,有任,何,何短,路,路发,生,生，,以,以防,止,止冒,烟,烟或,着,着火,。,。,B,、严禁,拆,拆卸,电,电芯,:,a,、在,任,任何,情,情况,下,下不,得,得拆,卸,卸电,芯,芯，,拆,拆卸,电,电芯,可,可能,会,会导,致,致内,部,部短,路,路，,进,进而,引,引起,鼓,鼓气,、,、着,火,火及,其,其它,问,问题,。,。,b,、电,解,解液,有,有弱,酸,酸性,，,，聚,合,合物,锂,锂电,池,池理,论,论上,不,不存,在,在流,动,动的,电,电解,液,液，,但,但万,一,一有,电,电解,液,液泄,漏,漏而,接,接触,到,到皮,肤,肤、,眼,眼睛,或,或身,体,体其,它,它部,位,位，,应,应及,时,时用,清,清水,冲,冲洗,电,电解,液,液。,C,、严禁,将,将电,芯,芯投,入,入火,中,中,:,在任,何,何情,况,况下,，,，不,得,得燃,烧,烧电,芯,芯或,将,将电,芯,芯投,入,入火,中,中，,否,否则,会,会引,起,起电,芯,芯燃,烧,烧，,这,这是,非,非常,危,危险,的,的，,应,应绝,对,对禁,止,止。,29,锂电,池,池安,全,全使,用,用注,意,意事,项,项,D,、严禁,将,将电,芯,芯浸,入,入液,体,体中,，,，如,水,水,:,不得,将,将电,芯,芯浸,泡,泡液,体,体，,如,如淡,水,水、,海,海水,、,、饮,料,料（,果,果汁,、,、咖,啡,啡等,）,）。,E,、电芯,的,的更,换,换,:,更换,电,电芯,应,应由,电,电芯,供,供应,商,商或,设,设备,供,供应,商,商完,成,成，,用,用户,不,不得,自,自行,更,更换,。,。,F,、禁止,使,使用,已,已损,坏,坏的,电,电芯,:,电芯,在,在运,输,输过,程,程中,可,可能,因,因撞,击,击等,厡,厡因,而,而损,坏,坏，,若,若发,现,现电,芯,芯有,任,任何,异,异常,特,特征,，,，如,电,电芯,塑,塑料,封,封边,损,损坏,，,，外,壳,壳破,损,损，,闻,闻到,电,电解,液,液气,体,体，,电,电解,液,液泄,漏,漏等,，,，该,电,电芯,不,不得,使,使用,。,。,且有,电,电解,液,液泄,漏,漏或,散,散发,电,电解,液,液气,味,味的,电,电池,应,应远,离,离火,源,源以,避,避免,着,着火,。,。,G,、,在运,输,输过,程,程中,防,防止,剧,剧烈,振,振动,冲击,或,或挤,压,压,;,在搬,运,运时,应,应轻,拿,拿轻,放,放,不能,倒,倒置,，,，严,禁,禁淋,雨,雨，,爆,爆晒,，,，加,热,热等,。,。,30,30,30,ThankYou,！,演讲,完,完毕,，,，谢,谢,谢观,看,看！,