第一章鋰離子電池的歷史和發展
1、 電池發展史
電池是將物質化學反應產生的能量直接轉換成電能的一種裝置。2023年，義大利科學家伏打（volta）將不同的金屬與電解液接觸，作成volta堆，這被認為是人類歷史上第一套電源裝置。從2023年普萊德（plante）試製成功鉛酸蓄電池以後，化學電源便進入了萌芽狀態。
2023年法國科學家勒克郎謝（leclanche）研製成功以nh4cl為電解液的鋅—二氧化錳乾電池；2023年瓊格發明了鎘-鎳電池；2023年愛迪生（edison）研製成功鐵-鎳蓄電池。進入20世紀後，電池理論和技術一度處於停滯狀時期，但在二次世界大戰之後，隨著一些基礎研究在理論上取得突破、新型電極材料的開發和各類用電器具日新月異的發展，電池技術又進入了乙個快速發展的時期，科學家首先發展了鹼性鋅錳電池。進入80年代，科學技術發展越發迅速，對化學電源的要求也日益增多、增高。
如積體電路的發展，要求化學電源必須小型化；電子器械、醫療器械和家用電器的普及不僅要求化學電源體積小，而且還要求能量密度高、密封性和貯存效能好、電壓精度高。因此電池池的研究重點轉向蓄電池，2023年，鎳鎘電池實現商品化。2023年，鋰離子電池實現商品化，2023年，聚合物鋰離子蓄電池進入市場。
2、鋰電池發展史
2.1鋰原電池
美國航空航天航空局(nasa)及世界上其它一些研究機構是最早從事鋰原電池研究的，他們努力的結果使鋰原電池在2023年初實現了商品化。這種鋰原電池採用金屬鋰，正極活性物質採用二氧化錳和氟化炭等材料。與傳統的原電池相比，這種鋰離子電池的放電容量高數倍，而且其電動勢在3v以上，可用作特殊需求的長壽命電池或高電壓電池。
上述使用金屬鋰作活性負極物質的一次鋰電池已順利實現了商品化，但鋰離子蓄電池的開發且遇到了非常大的困難，最大的困難是金屬鋰負極存在很大的問題。這是由於在充電反應中過程中會產生枝晶鋰（纖維狀結晶），這種現象會導致蓄電池產生兩個致命的缺陷，第乙個缺陷是對電池特性的影響，那就是以纖維狀沉積的金屬鋰會以100%的效率放電，由此導致電池充放電迴圈困難，並引起電池的迴圈壽命和貯存等效能的下降，第二個缺陷就是枝晶通過充放電的迴圈反覆形成，枝晶鋰可能穿透隔膜，造成電池內部短路，從而發生**。為了解決這些問題，雖然採用了鋰合金來替代金屬鋰，並改進了電解質，但這些努力的結果仍無法使鋰蓄電池實現商品化生產。
2.2液體鋰離子電池
為了克服鋰原電池的以上的不足，提高電池的安全可靠性，2023年，armand率先提出了rcb概念，鋰蓄電池負極不再採用金屬鋰，而是正負極均採用能讓鋰離子自由脫嵌的活性物質。從此以後，鋰電池得到了迅猛的發展。2023年日本的索尼(sony)公司率先研製成功鋰離子電池，它是把鋰離子嵌入碳中形成負極，取代傳統鋰原電池的金屬鋰或鋰合金作負極。
2023年，鋰離子蓄電池實現商品化，2023年，聚合物鋰離子電池實現商品化。
2.3聚合物鋰離子電池
聚合物鋰離子電池是一種全新結構的鋰離子電池。聚合物鋰離子電池的出現是鋰離子電池發展歷史上的乙個重大突破。聚合物鋰離子電池在電池結構和電池製造工藝上都與液態鋰離子電池有著根本的區別：
首先，這種電池的電解質是以固態或膠體的形式存在的，沒有自由液體，因而加工性和可靠性大大提高，不需要金屬外殼，可以製成全塑包裝，減輕重量。其次，電解質可以同塑料電極疊合，使高能量與長壽命結合起來，並且形狀和大小可調，使用範圍和銷路將大大拓寬，適用的範圍大大增加。再者，由於電解液被聚合物中的網路所捕捉，均勻地分散在分子結構中，因而電池的安全性也大大地提高。
3、我國電池的發展史
自五十年代以來，我國二次電池工業，從無到有，從弱到強，已形成了比較完備的工業體系，其發展歷程大致可分為三個時期，首先是五十年代興起的鉛酸蓄電池。第二個時期是指六十年代開發成功鎘鎳鹼性蓄電池時期，該系列電池由於高功率、高壽命以及良好的低溫效能，廣泛地應用於航海、通訊、電力、鐵路、通訊、電動工具、辦工自動化等諸多部門。第三個時期指進入九十年代至今，九十年代初期，中國已有了研製鋰電池的初級產品，主要是用於電子計算器上的二氧化錳扣式電池，以及少量的鋰、碘和卷邊封口的鋰、二氧化硫電池，隨後又研製出小型碳包式的鋰、亞硫氯電池。
此外90年代初，中國才開始由自己規模化生產的，可供軍方使用的安全可靠的鋰電池。到了90年代末期，我國對鋰離子電池的研究有了突破性的進展，比亞迪、邦凱和比克等公司都在大規模生產液態鋰離子電池，產品的技術水平已達到或超過日本同類電池的水平。而廈門寶龍公司2023年12月自行設計開發了日產1萬只聚合物鋰離子電池的生產線，這也是世界上形成規模的第三條聚合物鋰離子電池生產線。
第二章鋰離子電池的特點
1、鋰離子電池的特點：
a. 比容量高
b. 單電池輸出電壓高
c. 自放電率低
d. 使用壽命長
d. 安全效能好
e. 無記憶效應
f. 不含重金屬如：鎘、汞，對環境無汙染，屬綠色環保電池。
g. 自放電率低
2、鋰離子電池的技術說明
2.1 比容量高
鋰電池的最大特點是比能量高。比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用wh/kg或wh/l來表示。
wh是能量的單位，w是瓦、h是小時；kg是千克(重量單位)，l是公升(體積電池貯存的能量（以wh計）。電池的能量是以電池電壓（以v計）和電量（以ah計）的乘積表示。電池最高的電壓受到電解質的制約。
對於水溶液電解質電池（如鹼錳電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘和鎳氫電池），理論上其電動勢不可能高於水的分解電壓（1-2v）。另一方面，有機電解質的分解電壓要遠高於水溶液電池的分解電壓，可選定的電壓範圍為4-5v。由於鋰離子電池採用有機電解質，電池的電壓提高約3倍，比容量將提高3倍，所以鋰離子電池是高電壓、高比容量電池。
如比克電池廠電池的能量容量密度高達300wh/l,重量能量密度高達125wh/kg，是鎘－鎳電池的2.5倍，是鎳氫電池的1.5倍。
2.2 單電池輸出電壓高
單體電池電壓高達3.6v~3.8v，為鎳鎘電池或鎳氫電池的3倍。
2.3 自放電
自放電是指當電池不與外界連線時，由於電池內自發反應而引起的化學能損失。電池的自放電率就是電池貯存一段時間後，電池的初始容量減去電池貯存後的容量佔初始容量的比值。鋰離子電池的自放電率每月不大於10%，遠遠小於鎳氫電池的30%,鎳鎘電池的15%。
2.4 使用壽命
液態鋰離子電池在正常使用的情況下，可使用500次迴圈以上。
2.5 安全效能
由於鋰離子電池不含金屬鋰，電池在充放電過程中，只用鋰離子的嵌入和嵌出，並且在初次充電過程中中均形成了一層sei膜。這就消除了鋰枝晶生長的條件，使電池過熱和內部短路的機會降低到相當低的地步，從而大大地提高了電池的安全效能。但是在過充過程中，由於電池的開路電壓過高，可能導致電解質的分解，從而產生氣體和其他不安全的副反應，導致電池鼓殼或安全效能的下降。
比克電池率先在國內採用先進的防爆膜技術，當電池過充到一定電壓時，防爆膜自動開啟，從根本上解決了電池過充的安全問題。
2.6 記憶效應
電池記憶效應是指電池在未放盡電的情況下充電時，未放盡的電量會使極板"結晶"，人們稱之為"記憶效應"。當產生記憶效應後，電池容量就會有明顯下降。鋰離子電池充電前無需放電，無鎳鎘電池的記憶問題。
2.7 環境保護
a. 鋰離子電池不含任何鎘、汞等重金屬。
b. 生產流程中不產生任何廢氣和廢液。
c. 產生的廢品均可**重新利用。
d. 產品出貨前電池全部真空測漏，保證電池不漏液。
e. 成品商對廢、舊成品電池進行**。
綜上可知，鋰離子電池對環境無汙染，屬綠色環保電池。
第三章鋰離子電池的結構和組成
1. 鋰離子電池的結構
1.1 鋰離子電池主要由正極片、負極片、電解液、隔膜紙、鋼殼（或、蓋板組成。
1.2 結構說明
1.2.1 負極與鋼殼接觸，並且將負極鎳帶點焊在鋼殼內壁上。
1.2.2 隔膜紙處於正極和負極之間，起隔離作用。
1.2.3 正極片被包在內層，正極極耳將正極與蓋板連為一體，正極極耳纏高溫膠紙。
1.2.4 電解液分布於極片，隔膜紙以及電池內部，電芯底部纏普通膠紙。
2. 鋰離子電池材料組成
2.1 正極材料
2.1.1 氧化鈷鋰（licoo2）
氧化鈷鋰是最早商業化使用的正極材料，也是目前最常用和用量最大的正極材料。該材料的電化學特性優異，初次迴圈不可逆容量損失小，充放電效率高，熱穩定性好，迴圈壽命長和3.6v的工作電壓。
但是鈷材料成本較高，資源缺乏，因此必須開發少用鈷、不用鈷的廉價材料，從而大大降低電池的成本。
2.1.2 氧化鎳鋰(linio2)
linio2具有**和儲量上的優勢，其實際容量已接近理論容量的70-80%。linio2擁有自放電率低，沒有環境汙染，對電解液的要求低等優點。但其初次放電效率僅85%左右，此外電池的熱穩定性可能引起安全問題。
只有提高其充電效率和熱穩定性，並在製備方法上適應工業生產的要求，才有更好的實用性。
2.1.3 氧化錳鋰(limn2o4)
limn2o4不僅在**上佔優，而且具有安全性好、無環境汙染、毒性低易**、工作電壓高、成本低廉的特點，其三維的隧道結構，比層間化合物更有利於鋰離子的嵌入和脫出。但limn2o4與電解液的相容性不佳，其高溫和高電壓下的迴圈壽命也是問題。
limn2o4是現在和今後一段時間內鋰離子電池的主要研究物件，也是最有前景的正極材料。
2.1.4 其他正極材料
liv2o5具有迴圈壽命長，高溫下熱力學穩定性好的特點，是製備鋰離子蓄電池的優良侯選材料。
2.2 負極材料
負極材料關鍵在於能可逆地嵌入和/脫出鋰離子，這類材料應具有盡可能低的電極電壓，離子有較高的擴散率、高度的脫嵌可逆性、良好的電導率及熱力學穩定性。目前的負極材料主要選用碳材料
2.2.1 碳材料
碳作為鋰離子蓄電池的負極，由於在有機電解質中碳表面形成能使電子和鋰離子自由通過的sei膜，保證了碳負極良好的迴圈效能，使得碳電極成為目前最佳的負極材料。使用碳材料做負極，使鋰離子蓄電池的安全性和充放電迴圈壽命大大提高。目前鋰離子電池中具有應用價值或應用前景的碳的研究主要集中於：
(1)石墨(2)軟碳(3)硬碳。
2.2.1.1 石墨
石墨材料具有成本低、比容量高（理論容量372mah/g）、導電性好、初充電效率高、充放電電壓曲線穩定的特性。石墨分為天然石墨和人造石墨，由於天然石墨在充放電時體積變化大，因此難於應用於生產中。而人造石墨通過對天然石墨的氧化進行表面改性，提高了石墨的電效能，是目前最常用和用量最大的負極材料。
2.2.1.2 軟碳
軟碳層狀結構排列無序，因此鋰離子的嵌入/脫嵌較困難；同時由於內表面較大，須形成的sei層較多，因此不可逆容量損失較大。此外放電過程中電壓變化較大。
2.2.1.3 硬碳
硬碳具有很高的嵌鋰容量，但其絕大部分對鋰的電位為0v,所以難以控制金屬鋰的析出。
2.2.2 其他負極材料
其他負極材料主要是一些金屬氧化物和合金，但由於種種原因，均需要進一步的研究和驗證。
2.3 電解液
2.3.1電解液是電池反應過程中鋰離子來回移動的載體，為了滿足鋰離子電池效能的要求，鋰離子電池的使用的電解液應該滿足以下要求：
a. 以鋰離子傳導的離子電導率盡可能的高；
b. 電化學穩定的電位範圍盡可能寬；
鋰離子電池PACK培訓工藝
本培訓教材包括以下內容 一.鋰離子電池基本知識簡介 二.鋰離子電池充 放電的特性 三.pack工藝介紹 四.電池pack中的工藝特點 五.靜電的防護知識 一.鋰離子電池基本知識簡介 1.鋰離子電池的廣泛用途 發展高科技的目的是為了使其更好的服務於人類。鋰離子電池自1990年問世以來，因其卓越的效能得...
鋰離子電池企業標準
鋰離子二次電池詳細規範 目次前言 1 範圍1 2 引用標準1 3 定義1 4 命名及分類1 5 技術要求和測量方法2 5 1 外形尺寸 外觀 基本特性引數和測量方法2 5 2 可靠性能和壽命試驗要求3 6 檢驗規則7 6 1 出廠檢驗7 6 2 批常規抽樣測試7 6 3 週期試驗8 7 標誌 包裝 ...
鋰離子電池優缺點
一 簡介 鋰離子電池的正極活性材料是鈷酸鋰 licoo2 氧化鈷鋰 負極活性材料是碳材。電 池通過正極的鋰離子在負極的鍵入與遷出實現電池的充放電過程。鋰離子電池有各種形狀 圓柱形 長方形等 以適合不同產品的需要，其容量一般有幾百毫安時到幾安時。另外，可 以將幾個鋰離子電池串聯在一起，並與電池保護器封...