终于搞懂了锂电池导电涂层方法和电池结构,绝对是干货

日期: 2024-05-26 00:11:08|浏览: 77|编号: 69453

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终于搞懂了锂电池导电涂层方法和电池结构,绝对是干货

导电涂层

导电涂层又叫预涂,在锂电池行业中通常是指在正极集流体——铝箔表面涂上一层导电涂层,涂上导电涂层的铝箔称为预涂铝箔或者简称为涂层铝箔。其在电池中的最早实验可以追溯到上世纪70年代,随着新能源产业的发展,特别是磷酸铁锂电池的发展,开始流行起来,成为行业内热门的新技术或新材料。

导电涂层可以有效提高锂电池中极片的附着力,减少粘结剂的使用量,显著提高电池的电性能。我就不介绍国外大公司的产品了,就介绍国内唯一一款具有自主知识产权在市场上推广的产品——WX112,由中兴新能源旗下的上海中兴派能能源科技有限公司研发生产。从得到的样品来看,可以达到全包覆、边缘保持、间隙保持等技术要求。性能如下:

1.接触电阻降低40%

2. 胶粘剂使用量减少50%

3. 相同速率下,电池电压平台增加20%

4、材料与集流体的附着力提高30%,长期循环后不会出现脱层现象

碳涂铝箔

涂碳铝箔采用导电碳与高纯度电子铝箔主要组成的复合浆料,采用转移涂敷工艺制成。

应用

细颗粒活性物质动力锂电池

正极为磷酸铁锂

正极为细颗粒三元/锰酸锂

用于超级电容器、锂原电池(氮化锂、锰锂、铁锂、纽扣式等)替代蚀刻铝箔

影响

抑制电池极化,降低热效应,提高倍率性能;

降低电池内阻,明显降低循环过程中动态内阻的上升;

提高一致性,增加电池循环寿命;

提高活性材料与集流体之间的附着力,降低极片的制造成本;

保护集流体不被电解液腐蚀;

提高磷酸铁锂电池的高低温性能,改善磷酸铁锂、钛酸锂材料的加工性能。

推荐参数

相应的包覆活性物质的D50优选不大于4~5μm,压实密度不大于2.25g/cm,比表面积在13~18m2/g范围内。

防范措施

储存要求:在温度20±5℃,湿度不大于50%的环境中,运输过程中须防止铝箔受到空气和水蒸气的腐蚀;

该产品分为A、B两种类型,其主要特点为:A型外观呈黑色,两侧常规涂层厚度为4~8μm,导电性能更为突出;B型外观呈浅灰色,两侧常规涂层厚度为2~3μm,涂层区域可用较少的层数进行焊接,涂层机可识别间隙跳变;

B型(灰色)碳包铝箔可直接在涂层区域进行超声波焊接,只适合卷绕电池极耳焊接(最多2-3片极片),但超声波的功率和时间需要精细调整。

碳层的散热性较铝箔差,因此涂覆时需适当微调带速及烘烤温度;

本品可以明显提高锂电池及电容器的综合性能,但不能作为改变电池某些方面性能的主要因素,如电池能量密度、高低温性能、高电压等。

识别电池

1、比较电池容量。一般镍镉电池的容量为1000-2000W,镍氢电池的容量只有800-2000W;而锂离子手机电池的容量一般在1300-2000W之间,所以锂离子电池充满电后的使用时间约为镍氢电池的1.5倍,约为镍镉电池的3.0倍。如果您发现购买的锂离子手机电池的工作时间没有广告宣传或说明书上标明的那么长,则可能是假冒产品。

2、检查塑料表面及塑料材质。正品电池抗磨表面均匀,采用PC材质,无脆裂现象;假冒电池无抗磨表面或过于粗糙,采用再生料,易脆裂现象。

3、测量电池组的充电电压。如果用镍镉或镍氢电池组冒充锂离子手机电池组,肯定是由5个单电池组成。单电池的充电电压一般不超过1.55V,电池组的总电压不超过7.75V。当电池组的总充电电压低于8.0V时,很有可能是镍镉或镍氢电池。

4、对于原装电池,电池表面色泽、纹理应清晰、均匀、洁净,无明显划痕、损伤;电池标识上应印有电池型号、种类、额定容量、标准电压、正负极、生产厂家名称等。手感应光滑通畅,松紧适宜,手感贴合性好,锁扣可靠;五金件不应有明显划痕、发黑、发绿等现象。如果我们买到的手机电池不满足以上条件,可以初步判定为假货。

5、很多手机厂商也从自身角度尝试提升工艺水平,让手机及其配件更难被仿冒,从而进一步遏制假冒商品和水货现象。一般正规的手机产品及其配件在外观上一定是一致的。因此,我们在安装购买的手机电池时,要仔细对比机身和电池底部的颜色,如果颜色一致,则是原装电池,反之,如果电池本身颜色暗淡无光,则可能是假电池。

6、观察充电异常情况。一般正品手机电池内部应该有过流保护器,当外部短路导致电流过大时,会自动切断电路,避免烧毁或损坏手机。锂离子电池也设有过流保护电路,当使用非标准电器,交流电流过大时,会自动切断电源,导致无法充电。电池正常时,能自动恢复到通电状态。如果在充电过程中,我们发现电池严重发烫或冒烟,甚至爆炸,则说明电池肯定是假的。

锂电池

如果仔细看,还可以发现生产厂家的名称。例如摩托罗拉电池,其防伪商标是菱形的,无论从哪个角度看,都能闪闪发光,有立体感。如果颜色、印刷清晰,则是正品。相反,如果颜色暗淡,立体感不足,文字模糊,则可能是假货。

1、借助专用工具。随着市面上手机电池的种类越来越多,造假手法也越来越高明,一些大公司也在不断的提高防伪技术。比如新款诺基亚手机电池在标识上做了特殊处理,需要用专用的棱镜才能识别,而这种棱镜只有诺基亚才有。所以,随着防伪技术的提高,我们很难从外观上识别真伪。

如何购买

锂离子电池分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池,锂离子电池的电解液是流动的,因此比锂聚合物电池不稳定,如果受到外力撞击或者使用非标准充电器,都有可能导致电池爆炸,很多手机、笔记本电脑等都存在爆炸的情况。

串联锂亚硫酰氯电池

便携式电子产品均采用锂电池,也就是说,很多人身边就有一个“炸弹”,为了安全起见,选购时一定要注意以下几点。

1、是否有清晰的容量标识?没有清晰容量标识(如、)的电池很可能是劣质电池或回收电池。市面上很多廉价电池都是用回收电池制成的,虽然便宜,但寿命短、质量不稳定,使用不当可能会损坏手机。

第二,待机时间有保证吗?待机时间是指电池从装进手机开始,到下次需要充电为止的连续使用时间。一般市面上卖的电池都不能给客户保证待机时间,这是因为电池质量不稳定,很多廉价电池用的都是劣质电芯,所以待机时间很短。

3、是否安装安全保护电路板。没有保护电路板,锂电池存在变形、漏液、爆炸的危险。在恶性价格竞争下,各家企业都追求低价的保护电路板,或者干脆省去这一装置,使得市场上充斥着存在爆炸隐患的锂电池。消费者从外观上无法分辨是否有保护电路板,所以最好选择信誉好的商家购买。

锂原电池

二氧化锰

采用金属锂作为负极,热处理二氧化锰作为正极,隔膜为PP或PE膜,圆柱形电池与锂离子电池隔膜相同,电解液为高氯酸锂有机溶液,圆柱形或纽扣形。电池需在湿度≤1%的干燥环境中生产。

特点:自放电率低,年自放电可≤1%,全密封(金属焊接、激光密封)电池可满足10年寿命,半密封电池一般为5年,如果工作控制不好,达不到这个寿命。在圆柱型锂锰电池研发方面做得比较好的亿纬锂能,已经实现自动化生产,电池可进行短路、过放等测试,不会爆炸。

一般台式电脑主板上都有纽扣式锂电池,提供微弱电流,正常使用3年左右。部分酒店门禁卡、仪器等也有使用锂锰电池,但其使用量逐年减少。

锂原电池

亚硫酰氯

以锂金属为负极,以亚硫酰氯(氯化亚砜)为正极及电解液,圆柱型电池组装后立即充电,电压为3.6V,是工作电压最稳定的电池类型之一,也是单位体积(质量)容量最大的电池,适用于不能频繁维护的电子仪器、设备,提供微弱电流。

其他锂电池包括锂-硫化亚铁电池、锂-二氧化硫电池等。

锂离子

锂离子电池目前分为液态锂离子电池(LIBs)和聚合物锂离子电池(PLBs)两大类。液态锂离子电池是指以Li+嵌入化合物作为正负极的二次电池。正极采用锂化合物——钴酸锂和锰酸锂,负极采用锂碳嵌入化合物。锂离子电池具有工作电压高、体积小、重量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等特点,是21世纪发展的理想能源载体。

1992年,索尼公司成功研发出锂离子电池,它的实际应用大大缩小了手机、笔记本电脑等便携式电子设备的重量和体积,使用时间大大延长。由于锂离子电池不含重金属镉,与镍镉电池相比,大大减少了对环境的污染。

锂电池的污染还是有的,但是比较小。

核聚变

聚变锂电池这一术语也被称为原子电池、核电池、氚电池和放射性同位素发生器。它是用来描述一种利用放射性同位素衰变产生的能量来发电的装置的术语。与核反应堆一样,它们利用原子能产生电能,但不同之处在于它们不使用链式反应。与其他电池相比,它们非常昂贵,但寿命极长,能量密度高,因此主要用于必须长时间运行的设备的无人操作,例如航天器、心脏起搏器、水下系统和世界偏远地区的自动化科学研究站作为电源。

电池结构

锂电池通常有圆柱型和方形两种外观。电池内部采用螺旋卷绕结构,正负极之间有极细密、透气性极好的聚乙烯薄膜隔离材料。正极包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等)和铝箔构成的集流体,负极由石墨化碳材料和铜箔构成的集流体构成。电池内部充满有机电解液。另外还装有安全阀和PTC元件(部分用于圆柱型电池),当电池处于异常状态或输出短路时,保护电池不受损坏。

单体锂电池的电压为3.7V(磷酸铁锂正极为3.2V),电池容量不可能无限大,因此单体锂电池常常采用串联或者并联的方式,以满足不同场合的要求。

电池结构

电池应用

随着20世纪微电子技术的发展,小型化设备的增多,对电源提出了更高的要求,锂电池由此进入大规模实用化阶段。

最早的应用是锂离子电池,应用于心脏起搏器,由于锂离子电池的自放电率极低,放电电压非常平缓,使得将起搏器植入人体长期使用成为可能。

锂锰电池的标称电压一般在3.0伏以上,比较适合作为集成电路电源,广泛应用于计算机、计算器、手表等。

锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑、电动工具、电动汽车、路灯备用电源、导航灯以及小家电等领域,可以说拥有最大的应用群体。

前景

为了开发性能更优良的品种,人们对各种材料进行了研究。

阿联酋锂电池大巴(荷兰制造)

创造出前所未有的产品。例如锂二氧化硫电池和锂亚硫酰氯电池就非常独特,它们的正极活性物质同时也是电解液的溶剂,这种结构只出现在非水电化学体系中。因此锂电池的研究也推动了非水体系电化学理论的发展。除了使用各种非水溶剂外,人们还对聚合物薄膜电池进行了研究。

锂电池广泛应用于水电、火电、风电和太阳能发电站等储能电源系统,邮电通信不间断电源,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等领域。

锂离子电池凭借其独特的性能优势,已广泛应用于笔记本电脑、照相机、移动通讯等便携式电器中,所研制的大容量锂离子电池已开始在电动汽车上试用,有望成为21世纪电动汽车的主要动力来源之一。

用于人造卫星、航空航天、储能等,随着世界能源的紧缺和环保的压力,锂电池在电动汽车行业得到广泛的应用,特别是磷酸铁锂电池的出现,推动了锂电池行业的发展和应用。

《规划》发布有望改变全球锂电池格局

4月18日,国务院讨论通过了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》(以下简称《规划》),明确把纯电驱动作为汽车产业转型的主要战略方向,推动非插电式混合动力汽车普及,并提出2015年实现纯电动、混合动力汽车累计产销50万辆、2020年突破500万辆的目标。

《规划》的发布受到了社会各界的高度关注,不少专家认为,此举将推动汽车产业进入新一轮发展,此外,也无形中为节能与新能源汽车核心零部件——动力电池产业勾勒出了一幅巨大的市场轮廓。

电池生产

中国是全球最大的锂电池制造基地、第二大锂电池生产国和出口国,锂电池已占据全球40%的市场份额。2011年,我国锂电池产量达到29.66亿只,同比增长10.88%。国内锂电池出口额为43.83万美元,贸易逆差为33500.77万美元。详情见《中国锂电池行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》。

随着我国手机、笔记本电脑、数码相机、电动车、电动工具、新能源汽车等行业的快速发展,锂电池的需求量将不断增长,同时由于锂电池生产厂家的技术创新,人们对锂电池的需求量也将不断增长,预计2012年我国锂电池产量增速仍将保持在10%以上,到2015年我国锂电池行业产值有望达到3530亿元。

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