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1、电池基础知识培训,吴明辉2010.2.26,1、电池简介2、电池的组成3、电芯原理与结构4、电池生产工艺5、电池测试标准6、保护板原理7、电池的开发流程,目 录,电池简介,电池分类一次电池干电池锌锰干电池、碱性锌锰电池 贮备电池锌银电池 二次电池可充电电池铅酸电池、镍镉电池、金属氢化物-镍电池、锂离子电池 燃料电池氢氧燃料电池,二次电池对比,电池基本概念,额定容量:实际容量:最小容量:典型容量:平均容量:标称电压:工作电压:,电池基本结构,可充电锂离子电池基本构造1.电芯2.保护版3.连接器（或外壳,导线）,电芯化学体系,钴酸锂-常规锰酸锂-低成本,低高温存储性能,三元体系-低成本高倍率-高成
2、本,低性能,聚合物锂离子电芯,固体聚合物电解质锂离子电池，电解质为聚合物与盐的混合物，这种电池在常温下的离子电导率低，适于高温使用。凝胶聚合物电解质锂离子电池，即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提高离子电导率，使电池可在常温下使。“软包装”电池。此种电池使用液态电解质，是现在市面上的主流产品。,聚合物电芯的分类,聚合物电芯的结构,锂离子电池 六要素负极(石墨)正极(LiCoO2)电解液(碳酸脂+LiPF6)隔离膜(PP或PE)电极引线(镍(铜)、铝)外包装(软、硬),聚合物电芯的工艺流程,3.辊压,2.涂布,1.搅拌,3.检查,3.裁切,3.分切,工艺流程示意-1,成型,包装铝箔分
3、切,7.卷绕,6.正极制片,6.负极制片,隔离膜分切,装配入壳,工艺流程示意-2,13/14.烘烤,工艺流程示意-3,8/9.热封,10-12.灌注电解液,容量测试,预充,18,17,16,老化,电压，内阻测试,15,Electrolyte,圆柱电池工艺简介,Cylindrical battery structure,Gasket,Cap,PTC,Vent,Gasket-Ring,CID,1.M6C battery structure,1.battery structure,Cathode正极,Separator隔离膜,Anode负极,Core cell after winding卷绕后的裸电
4、芯,Head gasket头部绝缘垫,Bottom gasket底部绝缘垫,Cap盖帽,Can after beading滚槽后钢壳,Can钢壳,Cylindrical battery钢壳电池,Electrolyte电解液,2.General Process 通用的工艺,电池认证相关标准,一、通用标准GB/T-18287-2000(蜂窝电话用锂离子电池总规范)UL1642-2004(锂电池UL安全测试标准)UL2054-2004(家用和商用电池UL安全测试标准)UN38.3-2003(联合国锂电池运输试验和标准手册)JIS C8714、IEC62133-2002(JIS C8712)，PSE测
5、试IEEE1725-2006(蜂窝电话可充电电池IEEE标准)IEEE1625IEC61960-2003二、专用标准:企业标准,借用标准,保护板,原理:保护板通常包括控制IC、MOS开关。其中控制IC，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路沟通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻控制MOS开关关断，保护电芯的安全。功能:过压保护,欠压保护,电流保护,保护板机理及功能,保护板典型原理图,保护板简易原理图,1、电压保护能力 过充电保护：保护板必须具有预防电芯电压超过预设值的能力 过放电保护：保护板必须具有预防电芯电压底于预设值的能22.电流能力(过流保护电流，短路保护）保护板
6、作为锂电芯的安全保护器件,既要在设备的正常工作电 流范围内,能可靠工作,又要在当电池被意外短路或过流时能迅速动作,使电芯得到保护.,保护板参数-1,3、导通电阻：定义：当充电电流为500mA时，MOS管的导通阻抗。由于通讯设备的工作频率较高，数据传输要求误码率低，其脉冲串的上升及下降沿陡，故对电池的电流输出能力和电压稳定度要求高，因此保护板的MOS管开关导通时电阻要小，单节电芯保护板通常在70m，如太大会导致通讯设备工作不正常，如手机在通话时突然断线、电话接不通、噪声等现象。,保护板参数-2,4、自耗电流 定义：IC工作电压为3.6V，空载状态下，流经保护IC的工 作电流，一般极小.保护板的自
7、耗电流直接影响电池的待机时间，通常规定保护板的自耗电流小于10微安.5、机械性能、温度适应能力、抗静电能力 保护板必须能通过国标规定的震动,冲击试验;保护板在-40到85度能安全工作,能经受15KV的非接触ESD静电测试.,保护板参数-3,IC,过放控制,过充控制,+,-,充电,FUSE,电芯,MOS管,单节电芯保护板的电路原理及工作过程,保护板原理框图,当电池被充电使电压超过设定值VC(4.25-4.35V)后，VD1翻转使Cout变为低电平，T1截止，充电停止，当电池电压回落至VCR(3.8-4.1V)时，Cout变为高电平，T1导通充电继续，VCR小于VC一个定值，以防止电流频繁跳变。,
8、1、过充保护,IC,电量,过放控制,过充控制,+,-,充电,IC,电量,过放控制,过充控制,+,-,充电,IC,电量,过放控制,过充控制,+,-,充电,IC,电量,过放控制,过充控制,+,-,充电,2、过放保护,当电池被放电使电压超过设定值VC(.3-3.0V)后，Vss翻转使Dout变为低电平，T2截止，放电停止，当电池电压回落至VCR(2.4-3.0V)时，Dout变为高电平，T2导通,放电继续。,当电路放电电流超过设定值或输出被短路时，过流、短路检测电路动作，使MOS管关断，电流截止。,3、过流、短路保护,IC,过放控制,过充控制,+,-,放电,IC,过放控制,过充控制,+,-,放电,STOP！,此时放电MOS管关,五、多节电芯串联保护板电路原理及工作过程,原理框图同单节电芯一样，在多节电芯保护电路中，保护板同样必须能对电芯提供过充、过放、过流、短路，自耗电等保护。,IC,过放控制,过充控制,-,n节电芯,+,连接器（外壳,导线）,连接器是和主机配合的部件，通常由客户设计选定常用品牌有:Molex,JST导线:UL1571,3302,连接器构造,特殊案例分析,1.直发器项目,关于报价问题,聚合物样品开发流程,销售人员基本技能自我评估表,问题与讨论,规格书申请问题规格书确认与样品,量产定单评审问题没有保护板的Pack开发问题PN管理问题,谢 谢!,
