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  锂电池简介 电池 电池 电池是一种利用电化学的氧化 -还原反应,进行 化学能------ 电能之间转换的储能装置。 一次电池 锌锰干电池 纽扣电池 电池 二次电池 锂原电池 铅酸电池 镍氢电池 锂离子电池 认识各种电池 干电池 负极:Zn – 2e- = Zn 2+ 正极:2NH4++ 2e- = 2NH3+H2 总反应:Zn +2NH 4+= Zn 2++ 2NH3+H2 锌筒(负极) 2MnO 2+H2=2MnO(OH) 石墨棒(正极) ZnCl +4NH =[Zn(NH 2 3 3)4]Cl2 NH4Cl、ZnCl 和 H2O等 2 其他干电池:碱性锌-锰干电池、 MnO 2和C 银-锌纽扣电池等 普通锌-锰干电池的结构 优点:携带方便 缺点:电量小,污染大 蓄电池 (1)铅蓄电池 正极材料是 PbO2,负极材 料是海绵状 的金属铅, 两极浸在 H2SO4溶液 铅蓄电池 电器小型化 多功能化发展 体积小、性能好的 碱性锌-锰电池 应运 而生。这类电池的重要特征是电解液由原来 的中性变为离子导电性更好的 碱性,负极也由 锌片改为锌粉,反应面积成倍增长,使放电电 流大幅度提高。 新型燃料电池 燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全 部贮藏在电池内,而是在工作时,不断从外 界输入,同时将电极反应产物不断排出电池 ks5u精品课件 氢氧燃料电池 Pt电极 H2 O2 KOH ks5u精品课件 锂离子电池 锂电池技术背景 定义: 锂电池的全称应该叫锂离子电池(简称LIB),在20世纪90年代 初索尼公司将锂电池产业化。它以碳为负极,以含锂的化合物作 正极;在充放电过程中,没有金属锂存在,只有锂离子,这就是 锂离子电池名称的由来。 内部结构: 锂离子电池由正极、负极、电解液和隔膜等组成。 ?正极:由含锂的过渡金属氧化物组成,常用的 材料有钴酸锂、 锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂。 ?负极:石墨、石墨化碳材料、改性石墨、石墨化中间相碳微粒 ?电解液:一种有机电解液,大部分是由六氟磷酸锂(LiFL6)加 上有机溶剂配成。(六氟磷酸锂由五氯化磷和溶解在无水氟化氢 中的氟化锂反应结晶而成) ?隔膜:一种特殊的复合膜,它的功能是隔离正负极,阻止电 子穿过,同时能够允许锂离子通过,从而完成在电化学充放电 过程中锂离子在正负极之间的快速传输。目前主要是聚乙烯 (PE)或者聚丙烯(PP)微孔膜。 工作原理: 当外部电源给电池充电,此时正极上的电子e从通过外部电 路跑到负极上,锂离子Li+从正极“跳进”电解液里,“爬过” 隔膜上弯弯曲曲的小洞,“游泳”到达负极,与早就跑过来的 电子结合在一起。当电池放电时,机理与充电是刚好是相反的, 以LiFePO4为例,其化学反应方程式为: 锂电池分类: 聚合物锂电池和锂离子电池主要区别在电解质,锂离子电池的电 解质是液态的,聚合物电池的电解质是胶体型、或者固态聚合物。 聚合物锂电池的反应原理和锂离子电池一样,一般以软包的形式, 形状可塑性强;锂离子电池一般做成圆柱形或者方形。从安全角 度来讲,聚合物锂电池比锂离子电池更安全。 锂离子电池应用 1 ●手机 ●数码相机 ●对讲机 ●笔记本电脑 ●电动钓鱼杆 ●微型打印机 ●矿灯 ●移动DVD 锂离子电池应用 2 普通锌锰电池 碱性电池 为什么是它? 锂离子电池 镍氢电池 镍 镉 电 池 锂离子电池的优点 1、高能量密度: 100 Wh/Kg以上,为镍镉电池的三倍,镍氢电池的两倍; 2、电压平台高:3.6 V,镍基电池为1.2 V; 3、低温下工作优:在-20~60℃的温度范围内工作,低温下的工作优于其它电 池; 4、无记忆效应,低维护性:无需定期放电,最理想的保存方式,就是在 40%充 电后冷藏保存,可以保存达十年之久 ; 5、低自放电率:约6%/月; 6、长循环寿命(>1000次,100%DOD); 7、环保:无重金属,无污染。 锂离子电池的缺点 1、安全性能问题:需复杂的保护线、易于老化:存储的锂离子电池照样会容量衰竭; 4、价格昂贵 锂离子电池发展方向: 发展电动汽车用大容量 锂离子电池 发展电动汽车用动力电池的社会意义: 1. 减少对石油的依赖程度; 2. 减少CO2的排放量,减缓全球温室效应; 3. 优良的电池性能有助于改善汽车的整体性能; 减少对石油的依赖程度 中国原油需求和消费图 中国石油总需求供需缺口 1. 数据表明,以目前的开采速度计算,全球石油储量可供生产40年,煤炭可用 160年,对于我国这样一个多煤少油的国家而言,发展锂电池新能源应用势 在必行。 2. 我国石油对外依存度已到达53%。 3. 目前,我国原油消费60%用于交通用油,所以如何降低交通用油量,减少对 原油进口的依赖程度有重要的意义。 减少CO2的排放量 1. 中国目前面临着越来越大的碳减排压力。 2. 从OICA的统计数据来看,汽车尾气排放已占据CO2排放总量 的16%,因此,推广使用清洁能源汽车,是势在必行的一项 重大举措。 汽车占 CO 2排放量的 16 % 发展电动汽车用动力电池的经济意义: 1. 电池是目前新能源汽车技术和成本上最大的瓶颈,同时也是 新能源汽车产业链中利润最丰厚的一环,而且丰厚利润将长 期维持; 2. 动力电池行业从无到有,市场容量从目前的十几亿到2018 年 的约325亿,未来几年是十几倍的增长,巨大的增长空间将 使整个产业链受益。 3. 电动汽车将带动与产业配套的相关设备产业飞速发展,如充 电站,充电适配器,大功率充电设备连接器等。 汽车用动力锂电池市场分析(一) 全球锂电池市场规模(亿美元)预测 From: IIT 中信建设研发部 1. 目前全球锂电池主要满足手机,笔记本电脑,PDA等电子产品 需求,市场规模为50亿美元。 2. 未来5年、