锂电池研发实验室设计重点有哪些

锂电池电池实验室设计标准--SICOLAB喜格

1、《电子工业洁净厂房设计规范》GB50472-2008

2、《锂离子电池工厂设计标准》GB 51377-2019

3、《工业建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2015

4、《实验室家具通用技术条件》GB24820-2009

5、《工业金属管道设计规范》GB 50316-2000

6、《电池工业污染物排放标准》GB30484-2013

锂电池生产环境控制的关键--SICOLAB喜格

不同形状锂电池的差别主要在注液到贴膜之间的几个工序，确定环境湿度控制的关键是：注液后的电池状态，是否封口，如注液后封口，则其后续工序无特殊湿度要求，如未封口，则至少需保证露点-30 ℃的湿度控制。由于方形金属壳采用负压化成，注液后未封口，所以化成时要保证露点-30℃的湿度。封口/一封时由于要防止注液后挥发的电解液与空气中的水分发生反应，其湿度也需控制在露点-50℃以下。

极耳尺寸的选择不仅由电池的型号决定，而且也取决于电池的最大放电电流。相同尺寸不同材质的极耳同样会对电池的倍率放电性能有很大影响，负极耳采用铜镀镍材料的电池有较好的倍率放电性能。在高倍率放电条件下，不同的电池结构，极耳的设计方法也不同。卷绕结构的锂离子电池可在电极极片上多焊接几个极耳，这样在高倍率放电初期，电池内部就会有多个区域内阻较小，电流密度较大，反应速度较快，从而缓解单极耳情况下的剧烈反应。而叠片结构的锂离子电池可在电极极片反向各设计一个极耳，叠片时极耳从电池反向引出，每侧各有一个正极耳和一个负极耳，然后再将正极极耳之间电连接，负极极耳之间电连接，从而达到大电流放电时，电流分布均匀的目的

什么是锂电池的化成？其原理是什么？

化成就是锂电池刚生产出来后,对其做一次充电,藉以启用电池,其作用类似于对软盘的"格式化"。化成完成后电池才能开始正常的充放电。原理简单说，就是对电池第一次充电，让电池内的活性物质启用，同时在阳极表面生成一种致密的膜，藉以保护整个化学介面。

锂电池的原理是？

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳．常见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中．放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合．锂离子的移动产生了电流．

锂电池的工作原理是什么呢？

锂电池原理

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳．常见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中．放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合．锂离子的移动产生了电流．

化学反应原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要新增剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子；填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻．

虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应，记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应．但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的．主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物．物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目．

过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来．这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因．

不适合的温度，将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质新增剂．在电池升温到一定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常．

而深充放能提升锂离子电池的实际容量吗？专家明确地告诉我，这是没有意义的．他们甚至说，所谓使用前三次全充放的“启用”也同样没有什么必要．然而为什么很多人深充放以后 Battery Information 里标示容量会发生改变呢 ? 后面将会提到．

锂离子电池一般都带有管理晶片和充电控制晶片．其中管理晶片中有一系列的暂存器，存有容量、温度、ID 、充电状态、放电次数等数值．这些数值在使用中会逐渐变化．我个人认为，使用说明中的“使用一个月左右应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正这些暂存器里不当的值，使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况．

充电控制晶片主要控制电池的充电过程．锂离子电池的充电过程分为两个阶段，恒流快充阶段（电池指示灯呈黄色时）和恒压电流递减阶段 ( 电池指示灯呈绿色闪烁．恒流快充阶段，电池电压逐步升高到电池的标准电压，随后在控制晶片下转入恒压阶段，电压不再升高以确保不会过充，电流则随着电池电量的上升逐步减弱到 0 ，而最终完成充电．

电量统计晶片通过记录放电曲线（电压，电流，时间）可以抽样计算出电池的电量，这就是我们在 Battery Information 里读到的 wh. 值．而锂离子电池在多次使用后，放电曲线是会改变的，如果晶片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线，其计算出来的电量也就是不准确的．所以我们需要深充放来校准电池的晶片．

锂电池的工作原理是什么，为什么有的手机锂电池是四个

锂电池根据需要有多个电池并联和串联的（锂电池组）。如电动工具、仪表等电池。

锂电池能量转化原理是什么原理？？？？？？？？？

锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生，使用以下反应：

Li+MnO2=LiMnO2

该反应为氧化还原反应，放电。

由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、储存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。

但现在锂电池已经成为了主流。

锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。

电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由锂和二氧化钴组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。

锂电池的充电机理是什么?

跟两个都有关；1‘电池和万能充充电器’因为由于现在的万能充都不是原厂原配的所以，电池加万能充电器，就主要看万能充电器，万能充电器只推荐品牌充电器，比如飞毛腿这类知名充电器；‘手机和直充充电器’，有的手机对充电器要求较高，比如我的三星，只有真品原装充电器才能充电，假货连到手机，手机就会呱呱叫一点电都充不上，如果是假货电池，那么就无法用管理器来检视电池的温度；原理嘛就不懂了，因为一直以来都没在意过，也一直没用过假货，电池用两年了，没出过问题，也没变胖过……我是一有插头就插直充，一分钟也充，一个晚上也充

l锂电池的原理？

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳．常见的正极材料主要成分为 LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中．放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新和正极的化合物结合．锂离子的移动产生了电流．

化学反应原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：正极的材料需要新增剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳更多的锂离子；填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小电池内阻．

虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应，记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几乎不会产生这种反应．但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多样的．主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化合物．物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电过程中移动的锂离子数目．

过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来．这也是锂离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因．

不适合的温度，将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物，所以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质新增剂．在电池升温到一定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保电池充电温度正常．

而深充放能提升锂离子电池的实际容量吗？专家明确地告诉我，这是没有意义的．他们甚至说，所谓使用前三次全充放的“启用”也同样没有什么必要．然而为什么很多人深充放以后 Battery Information 里标示容量会发生改变呢 ? 后面将会提到．

锂离子电池一般都带有管理晶片和充电控制晶片．其中管理晶片中有一系列的暂存器，存有容量、温度、ID 、充电状态、放电次数等数值．这些数值在使用中会逐渐变化．我个人认为，使用说明中的“使用一个月左右应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正这些暂存器里不当的值，使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况．

充电控制晶片主要控制电池的充电过程．锂离子电池的充电过程分为两个阶段，恒流快充阶段（电池指示灯呈黄色时）和恒压电流递减阶段 ( 电池指示灯呈绿色闪烁．恒流快充阶段，电池电压逐步升高到电池的标准电压，随后在控制晶片下转入恒压阶段，电压不再升高以确保不会过充，电流则随着电池电量的上升逐步减弱到 0 ，而最终完成充电．

电量统计晶片通过记录放电曲线（电压，电流，时间）可以抽样计算出电池的电量，这就是我们在 Battery Information 里读到的 wh. 值．而锂离子电池在多次使用后，放电曲线是会改变的，如果晶片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线，其计算出来的电量也就是不准确的．所以我们需要深充放来校准电池的晶片．

锂电池的工作原理是什么，为什么有的手机锂电池是四个接头，有的是三个？

电化学反应

大家都已知道，锂离子电池的正极材料是氧化钴锂，负极是碳。

锂离子电池的工作原理就是指其充放电原理。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，到达负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。

同样道理，当对电池进行放电时（即我们使用电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。

不难看出，在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。如果我们把锂离子电池形象地比喻为一把摇椅，摇椅的两端为电池的两极，而锂离子就象优秀的运动健将，在摇椅的两端来回奔跑。所以，专家们又给了锂离子电池一个可爱的名字摇椅式电池。

工具/原料正极材料负极材料隔膜纸步骤/方法制浆 ：

用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。

涂膜：

将制成的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘乾，分别制成正负极极片。

装配：

按正极片--隔膜--负极片--隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。化成：

用专用的电池充放电装置对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，待出厂。

手机锂电池的充电要求和工作原理是什么？

跟着二十世纪微电子技术的发展，小型化的装置日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段，特别是手机电池应用方面，而目前常用的手机锂离子电芯规范的说法是：锂离子二次电池。目前常用的手机锂离子电池标称电压为3.7V（或3.6V），充电截止电压4.2V（或4.1V，根据电芯的厂牌有不同的设计）。

对锂离子电池充电要求（GB/T18287 2000规范）首先是恒流充电，即电流一定，而电池电压跟着充电过程逐步升高，当电池端电压达到4.2V（4.1V）,改恒流充电为恒压充电，即电压一定，电流根据电芯的饱和程度，跟着充电过程的继承逐步减小，当减小到0.01C时，以为充电终止。大家留意，其中C是以电池标称容量对照电流的一种表示方法，如电池是1000mAh的容量，1C就是充电电流1000mA，留意是mA而不是mAh，0.01C就是10mA。 当然，规范的表示方式是0.01C5A。 那为什么以为0.01C为充电结束了，实在这是国家尺度GB/T18287-2000所划定的。以前大家普遍以20mA为结束，邮电部行业尺度YD/T998-1999也是这样划定的，即无论电池容量多大，休止电流都是20mA。国标划定的0.01C有助于充电更丰满，对厂家一方通过鉴定有利。 另外，国标划定了充电时间不超过8小时，就是说即使还没有达到0.01C,8小时到了，也以为充电结束。由于质量没题目的电池，都应在8小时内达到0.01C,质量不好的电池，等下去也无意义。所以，提醒大家，充电时不地超过8小时，这样有利于电池的使用寿命。 现在的手机大多采用的是锂电池或聚合物锂电池，它是由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早泛起的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生。因为锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保留、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。

什么是锂电池的电池极板

所谓极板用中国话讲就是正负极

从新能源汽车推行至今，汽车电池已经可以实现远距离的续航和便捷的充电时间，尽管如此，研究人员正在研究更好的储能系统，比如保时捷工程技术公司探索成熟的锂离子技术的现状以及新方法。

保时捷工程技术工程师Stefanie Edelberg博士说，大约22分钟内，他们就能将保时捷Taycan几乎没电的电池充电到80％。然而，保时捷Taycan的车主多数是激烈驾驶爱好者，运动型驾驶员不是等待充电的类型。特别是对于保时捷，高充电性能起着至关重要的作用，激烈驾驶能更快地消耗电池电量，客户不需要等待一个小时就可以充满电。"

但是，你不能一次拥有所有东西，又想要超快速充电，还要高能量密度？这是不可能的，因为这种结合会影响使用寿命。

如今电动汽车的电池密度一直在不断完善，但在可预见的未来，锂离子电池仍将是首选技术。这是因为锂的高反应性和电池的高能量密度使得可以在较小的空间中存储相对大量的能量。它们还具有良好的可存储性和放电性，这使它们能够在电动汽车中以高放电深度承受约2,000个充电循环，而不会失去其效用，但是它的使用寿命表现却一般。此外，锂电池不具有镍镉电池遭受的记忆效应。在频繁放电的情况下，它们"记住"了典型的能量需求并根据其容量进行了调整。

值得一提的是，锂离子技术在电池化学和电池设计方面仍然提供了丰富的发展机会。例如，能量密度可以从中受益：据弗劳恩霍夫系统与创新研究所（ISI）的研究人员称，过去十年来，电动汽车用大幅面锂离子电池组的能量密度几乎翻了一番–达到250 Wh / kg的平均比能（或500 Wh / l的能量密度），到2030年，能源密度将增加两倍。

同时，锂离子电池的其他性能也可以进一步提高，"最大的挑战是快速充电和安全性，在15分钟或更短的时间内快速充电到80％，将使电动汽车更具吸引力。但是，安全要求与快速充电同时也提高了。每次过快充电，电池的容量和性能都会降低。

开发人员还面临其他技术障碍：充电插头，充电电缆和车辆基础设施还必须设计用于大电流。这里的座右铭是"安培很重"。换句话说：高电流意味着粗电缆，因此很重。但是，这可以通过更高电压的电池系统进行补偿。因此，保时捷Taycan配备了800伏的高压电池系统，而不是电动汽车中常用的400伏。

近日，保时捷工程师tefanie Edelberg博士表示，固态电池才是今天最佳的锂离子电池形式，固态电池有望在快速充电和安全性方面取得进步。在这种情况下，使用聚合物或陶瓷代替液体电解质。由于不使用液体，电池变得更加紧凑，这使它们的能量密度显着增加，因为固态电解质不易着火，自燃风险大大降低，其安全性有很大可信度。

除了电池形式的更新，电池技术也在飞速发展，目前正在研究并可能在现在或未来几年内推出的其他提高能量密度的技术包括：由硅碳复合材料制成的电极材料，富镍阴极材料或能使电池电压达到5倍左右的高压材料。

如今，锂离子电池已经为电动车辆提供了长距离和短充电时间。但是发展仍在继续。固态电池和新的电极材料等新技术将来可能会进一步提高能量密度，并进一步减少充电时间。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

动力锂离子电池当然好了。他的优点:

a、电压高：单体电池的工作电压高达3.7-3.8V（电芯电压最高可充到4.2V），是Ni-Cd、Ni-H电池的3倍。

b、比能量大：目前能达到的实际比能量为555Wh/kg左右，即材料能达到150mAh/g以上的比容量（3-4倍于Ni-Cd，2-3倍于Ni-MH），已接近于其理论值的约88%。

c、循环寿命长：一般均可达到500次以上，甚至1000次以上，磷酸铁锂的可以达到2000次以上。关于小电流放电的电器，电池的使用期限，将倍增电器的竞争力。

d、安全性能好：无公害，无记忆效应.作为Li-ion前身的锂离子电池，因金属锂易形成枝晶发生短路，缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd电池存在的一大弊病为记忆效应，严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题。

e、自放电小：室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。

f、可快速充放电：充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上，现在磷铁电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。

g、工作温度范围高：工作温度为-25~55°C，随着电解液和正极的改进，期望能扩宽到-40~70°C。

锂离子动力锂电池缺点：

a、衰老：与其它充电电池不同，锂离子电池的容量会缓慢衰退，与使用次数无关，而与温度有关。可能的机制是内阻逐渐升高，所以，在工作电流高的电子产品更容易体现。用钛酸锂取代石墨似乎可以延长寿命。

储存温度与容量永久损失速度的关系：

充电电量储存温度0℃储存温度25℃储存温度40℃储存温度60℃

40%~60%2%2%/年4%/年15%/年25%/年

100%6%/年20%/年35%/年80%/六月

b、不耐受过充：过充电时，过量嵌入的锂离子会永久固定于晶格中，无法再释放，可导致电池寿命短及产气造成气鼓。

c、不耐受过放：过放电时，电极脱嵌过多锂离子，可导致晶格坍塌，从而缩短寿命及产气造成气鼓。

d、要多重保护机制：由于错误使用会减少寿命，甚至可能导致爆炸，所以，锂离子电池设计时新增了多种保护机制。

保护电路：防止过充、过放、过载、过热。

排气孔：防止电池内部压强过大。

隔膜特性：有较高的抗穿刺强度，防止内部短路；在电池内部温度过高时还能融化，阻止锂离子通过，阻滞电池反应，升高内阻（至2kQ）。

锂离子电池基本知识 5月26日深夜，一辆 日产GT-R 在深圳街头高速撞上一辆 比亚迪e6 （ 查成交价 | 车型详解 ）出租车，导致其失控、打滑、起火。起火地点正是比亚迪E6锂离子电池安装的地方。此后，锂离子电池的安全性受到质疑。社会上有这样一种现象，“墙倒众人推”，就像一个刚出道的保健专家，做了名人，但被调查后，整个人都吐了，大部分人根本不懂中医。同理，很多人对锂离子电池的结构和原理根本不了解，所以这样的疑惑只能叫“喷”。

●你知道什么是锂离子电池吗？

首先纠正一个说法，很多人认为锂电池是锂离子电池的缩写，其实是一个误解。锂电池的真实身份是以锂金属为负极的一次电池。它的起源可以追溯到爱迪生。但由于锂金属的化学特性活泼，容易燃烧爆炸，因此不再广泛使用。

现代Blue On电动汽车已经应用了容量为16.4 kWh的高能聚合物锂离子电池。聚合物锂离子电池是由液态锂离子电池发展而来的新一代高比能量电池。在与液态锂离子电池相同的容量下，聚合物锂离子电池具有体积更小、重量更轻、工作范围更广、使用寿命更长的优点。更重要的是，其电解液为固态或凝胶状，不存在液态电池电解液泄漏带来的危险。

◆纠错:

误区:锂离子电池也有“记忆效应”，需要充分充放电才能激活电池容量。

更正:“记忆效应”是镍镉、镍氢电池的“专利”。其原理是充放电不完全导致结晶，锂离子电池几乎不产生这种效应。然而，锂离子电池虽然没有“记忆效应”，但随着使用时间的增加，锂离子在正负极上的空空腔结构会逐渐坍塌和堵塞。化学上，正负极材料的活性钝化通过副反应导致其他稳定化合物的形成，从而导致可移动锂离子的减少，所有这些现象都体现在电容的降低上。

完全充放电会导致锂离子电池寿命降低！直觉上可以理解，过放电会导致负极碳中锂离子过度释放，导致其片层结构坍塌，过充电会迫使过多的锂离子进入负极碳结构，使部分锂离子不再释放。

电池手册中提到“一个月左右充放电一次”并不是为了消除“记忆效应”。锂离子电池通常装有管理芯片，其中有一系列寄存器，存储容量、温度、充电状态、放电次数等值。这些值将在使用过程中逐渐改变。“你应该一个月左右充放电一次所有数据”指令的主要功能应该是纠正这些寄存器中不合适的值，使电池的充电控制和标称容量能够与电池的实际情况相匹配。

锂离子电池的广泛应用

●锂离子电池的广泛应用

◆日产聆风

“日产聆风纯电动汽车”

凌峰是日产推出的纯电动零排放汽车。它由堆叠式紧凑型锂离子电池驱动，电池组容量为24千瓦时，最大输出功率为90千瓦。充满电后，可达到160公里的续航里程。此外，凌峰提供多种收费方式。如果在家给凌峰充电，给车充满电需要8个小时。如果在快充站充电，只需30分钟就可以充80%的电。

◆奔驰S400混动

“奔驰S400混动车”

奔驰明确表示，S400是该车辆段首个使用锂电池的大规模生产车型。它由35个电池组成，可以提供19 kW的输出功率和6.5安培小时的容量。体积小，可以直接放在发动机舱内。

◆雪佛兰伏特

“雪佛兰沃兰达增程式电动车”

“沃兰达的“T”型锂离子电池组”

与很多电动车、混动车不同的是，沃兰达采用了扩展程序设计，可以通过汽油发动机发电并给电池充电来可靠驱动车辆，也可以纯靠电池行驶。Volda的电池组是通用汽车和LG Chem USA联合开发的锂离子电池，容量为16 kWh。但由于碰撞试验三周后自燃，有消息称通用汽车将改用磷酸铁锂电池。

◆比亚迪E6

“比亚迪E6纯电动汽车”

比亚迪E6电动车采用磷酸铁锂电池组，续航里程可达300公里。E6的电池组非常有趣。家里只要有足够的电线负载，直接插220v家用电就可以充电，充满电时间约7-8小时。采用专用充电设备，15分钟即可充满80%。

磷酸铁锂电池、事故机理及标准

●磷酸铁锂电池是以正极材料命名的锂离子电池。

锂离子电池的正极材料有很多种，如钴酸锂和锰酸锂。但由于种种不足，逐渐被磷酸亚铁锂取代。磷酸亚铁锂是目前最流行的正极材料。

磷酸铁锂电池是以正极材料命名的锂离子电池。所有锂电池的结构和工作原理大致相同。磷酸铁锂电池使用磷酸亚铁锂材料作为电池正极，通过铝箔与正极相连，中间有聚合物隔膜，将正极和负极隔开，但锂离子Li+可以通过，电子e-不能。由碳组成的电池负极通过铜箔与电池负极相连。电池的上下两端之间是电池的电解液，电池由金属外壳密封。磷酸铁锂电池充电时，正极中的锂离子Li+通过聚合物隔膜迁移到负极；在放电过程中，负极中的锂离子Li+通过隔板迁移到正极。

比亚迪称其产品为铁电池有两个原因。一方面，有句话说铁电池分为高速铁电池和锂铁电池，所以这个命名在理论上怎么强调都不为过。另一方面，目前磷酸亚铁锂化合物的专利仅由A123、Phostech和Aleees持有。不是所有人生产的电池都可以叫磷酸铁锂电池，所以叫铁电池。但比亚迪的电池本质上是锂离子电池。

◆真铁电池

真铁电池是以稳定的高铁酸盐为正极，锌、铝、铁、镉、镁为负极，通过它们之间电子的运动来实现充放电的电池。目前还没有厂家声称能够将铁电池大规模投入实际使用。

●燃烧爆炸:都是短路引起的。

燃烧条件是既有可燃物又有点火器，可以直观地理解为干柴和火。锂离子电池安全事故主要由电极和电解液之间的反应引起。电解液中含有有机溶剂，是一种高度易燃的物质。这是“干柴”。以防滥用，阴极材料稳定性差，容易释放氧气。只是因为有机溶剂容易与氧气反应释放出大量的热量和气体，产生的热量会进一步加剧阴极的分解，造成恶性循环；当温度达到电解液的燃点时，电解液就会燃烧，这种放热反应就是“火”。这时，如果电池处于闭合状态，会产生大量气体，电池内部压力迅速上升，导致爆炸。以下是一些常见的事故原因。

◆过度充电引起的燃烧和爆炸

更多精彩视频，均在车载家庭视频频道。

这段视频的前25秒是安全警告。26秒时，锂离子电池被高电压过度充电，40秒时，电池爆炸。

使用损坏或不匹配的充电器充电可能会导致过度充电。当电压过高时，正极溢出大量的锂离子，而不能被负极吸收的锂离子会在其表面形成枝晶，使电池内部短路。短路电流会产生大量的热量，温度的快速升高会导致电解液作为有机溶剂燃烧，严重时会导致阳极的分解反应或阴极与电解液的反应，产生大量气体。在这样的闭环中，唯一的结果就是爆炸。即使电池安全阀工作正常，也有可能喷出电解液，引起更大范围的火灾。

◆刺穿和撞击引起的燃烧和爆炸

更多精彩视频，均在车载家庭视频频道。

从这段视频的第三秒开始，测试针刺穿锂离子电池，然后电池内部产生大量热量，内部反应产生大量气体。

在行驶过程中，不可避免地会遇到碰撞和凌乱的道路。追尾、拖底、溅渣等都会对电池造成很大的威胁。刺破会使电池短路，产生大量热量，导致电解液燃烧。温度升高会导致正极材料分解或与电解液反应产生大量气体，从而导致爆炸。当锂离子电池受到冲击时，电极上的过电压损耗会产生热量，促进溶剂与负极的反应。释放的热量会进一步加热电池，正极会发生热分解反应，导致电池爆炸。

更多精彩视频，均在车载家庭视频频道。

这段视频中，电池正负极在4秒内短路，瞬间产生气体爆炸，电解液燃烧17秒。

可见，这些危害的本质是短路引起的内部反应，反映的是高温高压引起的电池燃烧爆炸。因此，电池内部材料的耐热性应严格控制。

●如何认证锂离子电池的安全性？

目前，UL是世界上最权威的第三方认证机构。换句话说，如果锂离子电池的一系列UL实验通过，将会得到全球电动汽车制造商的认可。

高温、冲击和穿刺会引起锂离子电池内部环境的变化，从而导致电池内部发生各种有害反应，因此ul设计了一系列残酷的测试来控制锂离子电池的安全性能。在钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂电池中，磷酸亚铁锂材料的抗过充和过热性能最好，不易燃烧爆炸。

即使电池本身是安全的，安装在车上也不一定安全。电池测试很难模拟驾驶事故中电池所处的恶劣环境。目前，中国和美国都没有一套独立、全面的电动车碰撞标准。从美国FMVSS305和GB18384.1-2001来看，它们只限于碰撞后电池电解液泄漏和电池位置的规定，并没有看到公众关心的关于燃烧和爆炸的规定。虽然在这方面我们并不落后，但我相信每个人和我一样，都希望像发达国家一样标准化，并不是所有国家都不标准化。

美国国家交通安全管理局对雪佛兰沃兰达进行了碰撞测试。测试结束后，车辆被放置在停车场，三周后自燃。官方解释是电池因碰撞导致电解液泄漏而短路，自燃。虽然电池最终烧毁，但可以看出，碰撞时电池并未对车辆安全构成威胁。

至于比亚迪E6在撞击后起火的事实，我们就不讨论事故原因了，但了解它的人都知道:首先，电动车的动力电池是电池组，也就是由几十块或几百块单体电池串联、并联而成。假设单节电池是安全的，它们之间的连接电路和控制电路也难逃指责。更何况，判断每个电池的统一性并不容易，就像两个一模一样的内存没有质量问题，也会有不兼容的情况。其次，高速冲击恐怕也难逃汽油车的厄运。第三，碰撞安全性由车身结构、材料强度等多种因素决定。所以不要把所有的责任都推到电池上。

全文摘要:

电池安全自然成为电动汽车安全的重点，但电池组中各电池的连接电路和控制电路的可靠性不容忽视，也不能因为过分强调电池安全而忽视车身结构和材料强度的重要性。平心而论，内燃机车的安全性还不到100%，所以要学会以大胆假设、缜密论证的理性眼光看待一个综合问题。

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锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成，负极则是特殊分子结构的碳。常见

的正极材料主要成分为 LiCoO2 ，充电时，加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离

子，嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时，锂离子则从片层结构的碳中析出，重新

和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。

化学反应原理虽然很简单，然而在实际的工业生产中，需要考虑的实际问题要多得多：

正极的材料需要添加剂来保持多次充放的活性，负极的材料需要在分子结构级去设计以容纳

更多的锂离子；填充在正负极之间的电解液，除了保持稳定，还需要具有良好导电性，减小

电池内阻。

虽然锂离子电池很少有镍镉电池的记忆效应，记忆效应的原理是结晶化，在锂电池中几

乎不会产生这种反应。但是，锂离子电池在多次充放后容量仍然会下降，其原因是复杂而多

样的。主要是正负极材料本身的变化，从分子层面来看，正负极上容纳锂离子的空穴结构会

逐渐塌陷、堵塞；从化学角度来看，是正负极材料活性钝化，出现副反应生成稳定的其他化

合物。物理上还会出现正极材料逐渐剥落等情况，总之最终降低了电池中可以自由在充放电

过程中移动的锂离子数目。

过度充电和过度放电，将对锂离子电池的正负极造成永久的损坏，从分子层面看，可以直观

的理解，过度放电将导致负极碳过度释出锂离子而使得其片层结构出现塌陷，过度充电将把

太多的锂离子硬塞进负极碳结构里去，而使得其中一些锂离子再也无法释放出来。这也是锂

离子电池为什么通常配有充放电的控制电路的原因。

不适合的温度，将引发锂离子电池内部其他化学反应生成我们不希望看到的化合物，所

以在不少的锂离子电池正负极之间设有保护性的温控隔膜或电解质添加剂。在电池升温到一

定的情况下，复合膜膜孔闭合或电解质变性，电池内阻增大直到断路，电池不再升温，确保

电池充电温度正常。

而深充放能提升锂离子电池的实际容量吗？专家明确地告诉我，这是没有意义的。他们

甚至说，所谓使用前三次全充放的“激活”，在他们两位博士的知识里，也想不通这有什么

必要。然而为什么很多人深充放以后 Battery Information 里标示容量会发生改变呢 ? 后

面将会提到。

锂离子电池一般都带有管理芯片和充电控制芯片。其中管理芯片中有一系列的寄存器，

存有容量、温度、 ID 、充电状态、放电次数等数值。这些数值在使用中会逐渐变化。我个

人认为，使用说明中的“使用一个月左右应该全充放一次”的做法主要的作用应该就是修正

这些寄存器里不当的值，使得电池的充电控制和标称容量吻合电池的实际情况。

充电控制芯片主要控制电池的充电过程。锂离子电池的充电过程分为两个阶段，恒流快

充阶段（电池指示灯呈黄色时）和恒压电流递减阶段 ( 电池指示灯呈绿色闪烁。恒流快充

阶段，电池电压逐步升高到电池的标准电压，随后在控制芯片下转入恒压阶段，电压不再升

高以确保不会过充，电流则随着电池电量的上升逐步减弱到 0 ，而最终完成充电。

电量统计芯片通过记录放电曲线（电压，电流，时间）可以抽样计算出电池的电量，这

就是我们在 Battery Information 里读到的 wh. 值。而锂离子电池在多次使用后，放电曲

线是会改变的，如果芯片一直没有机会再次读出完整的一个放电曲线，其计算出来的电量也

就是不准确的。所以我们需要深充放来校准电池的芯片。

最后我对电池的保养的看法是：

1. 不必刻意保证每一次都放完电了再充；

2. 一段时间可做一次保护电路控制下的深充放以修正电池的电量统计，但这不会提高

你电池的实际容量。

3. 长期不用的电池，应放在阴凉的地方以减弱其内部自身钝化反应的速度。

4. 保护电路也无力监控电池的自放电，长期不用的电池，应充入一定的电量以防电池

在存贮中自放电过量导致过度放电的损坏。

其实电池没有太多要顾及的使用注意，换句话说是顾及也没有太大用。一个电池能使用

多少次，也许差别更多的来自电池本身制造中的个体差异，而不是使用方法。选择具有良好

锂离子电池的特性

(一)高能量密度

锂离子电池的重量是相同容量的镍镉或镍氢电池

的一半，体积是镍镉的20-30%，镍氢的35-50%。

(二)高电压

一个锂离子电池单体的工作电压为3.7V(平均值)，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池。

(三)无污染

锂离子电池不含有诸如镉、铅、汞之类的有害金属物质。

(四)不含金属锂

锂离子电池不含金属锂，因而不受飞机运输关于禁止在客机携带锂电池等规定的限制。

(五)循环寿命高

在正常条件下，锂离子电池的充放电周期可超过500次。

(六)无记忆效应

记忆效应是指镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。

(七)快速充电

使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器，可以使锂离子电池在1.5--2.5个小时内就充满电。

电动自行车用锂电池分类

电动自行车用锂电池大致可分为三大类：锰酸锂电池、三元材料电池和磷酸铁锂电池

。

锰酸锂电池：解决锰酸锂电池的高温性能，必须对电池的正极材料、电池结构设计和电解液

配方进行改良。

三元材料电池：钴、镍、锰三元材料作为正极材料的锂电池，它克服了锰酸锂的高温性能差的缺陷，又提高了电池的比能量。

磷酸铁锂电池：2002年以来，美国和加拿大开始研制磷酸铁锂电池，它成为一种新的具有巨大发展前途的动力型锂电池。超长寿命，在室温下1C充放电循环达1500次以上。

在“十二五”国家863计划的支持下，“高能锂离子电池系统及电池组技术发展”项目取得重大进展。该项目以发展磷酸亚铁锂正极材料制成的高能锂离子电池为目标，对锂离子电池的原材料和设计技术进行了研究。据科技部网站6月25日消息，该项目研发的单体电池能量密度和功率密度分别达到138.6瓦时/千克和915.6瓦时/千克，1200次循环后的容量保持率为94.1%。该结果已应用于批量生产的50安培小时能量动力电池。其中，电动汽车用38.4伏/50安时电池模块的电池系统，能量密度为121瓦时/千克，功率密度为800瓦时/千克，345.6伏/50安时，已应用于奇瑞小型纯电动轿车和奥信纯电动环卫车。该项目还在国产制造设备上取得重大进展，开发了全自动密封自动上料系统、电池板全自动叠片机、大容量电池全自动注液机、可自动装夹电池的电池成型夹具，建立了全自动锂离子电池检测匹配生产线，极大提高了电池一致性，电池单体匹配率大于95%，为满足汽车应用的高要求迈出了重要一步。