大容量动力型锂离子电池的研制与生产

动力锂离子电池

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电池工业第1 2卷第 2期20 0 7年 4月

大容量动力型锂离子电池的研制与生产余国华， 斌肖(苏州星恒电源有限公司，江苏苏州 2 5 1 ) 1 0 1

摘要：绍了大容量动力型 1 A介 0 h锂离子电池和高功率型 7 5 h锂离子电池的产品设计、术指 .A技

标确认、主要原材料的选择、制造工艺过程和性能检测情况。两种型号产品经美国安全检测实验室按照 UL 62标准检测，合标准要求并取得 UL认证。 14符动力型 1A 0 h电池以 0 5电流进行充。c

放电循环， 10 O在 0%D D的条件下，循环寿命 50 0次时能达到额定容量的 8%。在 - 02 0 4￣条件 (下，以 0 2电流放电至终止电压，放电容量可达额定容量的 5%。高功率型 7 5 h电池能以 .C 4。A 2. C 2 0 ) 66 (0A电流放电 1s以 15 8。 .C电流进行充放电循环， 10 O在 0%D D的条件下，循环寿命在10 2 0次时，能达到额定容量的 8%。在一4￣条件下， 0 2电流放电至终止电压，电容仍 0 0( 2以 .C放量可达额定容量的 8%。 6

关键词：动力电池；电动自行车；离子电池；计；锂设性能；制研

中图分类号：M92 9文献标识码：文章编号：0 8—72 (0 70 0 7 T 1. A 10 9 320 )2— 0 8—0 7

T e d v l p e ta d m a u a t r h e eo m n n n f c u e 0 n p we a t r t i h c p c t fLi o o r b te y wi h g a a iy i hY0 Gu—u .XI i oh a AO B n ( h i aty Szo ) o t. uh u,J ns 1 0 1 h a P fo B tr( uhu C. d,Sz o ln e,L i gu2 5 1,C i ) a n

Ab ta t he L—o i h p we te is wih t e c p c t f1 Ah a d 7. s r c:T iin h g o rbatre t h a a i o n 5Ah we e i to u e b u y 0 r n r d c d a o t t i sg s p ro ma c, c o c ft i a mae i l, ma u a t r r c s nd t i uai herde i n, e r n e h

i e o he man r w t ra s f n f cu e p o e s a herq lt y c nto .Boh o h wo knd fb te y h v s e he UL 1 4 e ta d o a n d t e tfc to . o r1 t ft e t i so a tr a epa s d t 2 ts n bti e he c ri a in 6 i

Af r 0 y l sa . C t e r ma n n a a i f1 Ah h g w rb t r s h g e h n 8% o t 0 c ce t 5, h e i i g c p c t o 0 i h p e at y wa ih rt a 0 e 5 0 y o e f i o n l a a i .At一4%, t e 1 Ah a d 7 5 ih p we a tr a e ie 4 t n mi a p ct s c y 0 h 0 n . Ah h g o rb t y c n d l r% a d 8% e v 5 n 6

o er o nl a ai t . C r pcie .U d r 6 6 2 0, h icagn f . A ih fh i nmia cp c ya 0 2 e et l n e . C(0 A) ted h rig 5 hhg t t s vy 2 s o7po rbat r a a t 1 s a d t a c t a ng wa e s t n 2 we te c n ls 8, n he c pa i fdi s ls ha 0% a e 2 y lswih 1 0 y y t f r 1 00 c ce t 0% DOD t 1 5C. a .

Ke r s p we a tr; ee ti iy l; L— n b t r; d sg; p r r a c; r s a c n y wo d: o r b t y e l crc b c ce i o at y i e e in ef m n e e e r h a d oma u a t r n f cu e

近几年来，国电动自行车发展很快，年增加我每 1~3倍，而小容量、比能量型的锂离子电池，高不能收稿日期：0 6—0 20 9—3 0

满足电动自行车的使用要求，这样的背景下，州在苏星恒电源有限公司在中科院物理所原有技术的基础上，率先开发了电动自行车市场急需的大容量动力型和高功率型锂离子电池，产品性能水平有较大提高，电池组重量和体积仅为铅蓄电池的三分之一，在

作者简

介：国华( 9 0一)男，余 14,湖北省人，教授级高工。B o r p y Y u—h a 1 4 ig a h: 0 G o u ( 9 0一),ma,po so. l rf sr e e

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电池工业第1 2卷第 2期

锄

20年4 07月( )电电流大。电动自 4放行车电池相对电流大，

生产技术上有突破，取得了较大成果。1研制过程 1 1产品设计 . 1 1 1设计原则 ..

在设计上，尽可能降低正、负极板厚度，增加极板片数，减小电流密度，应大电流放电的要求。适

1 13 ..技术指标的确定技术指标主要依据市场调查和主要用户的具体要求确定，从大生产的角度出发，但希望以最少的品种满足多种用途要求。以，产品设计确定技术指所在标时，可能以一个典型产品满足多种用户要求。尽如

()市场观念原则。品的设计一定要有市场观 1产念，现有市场进行分析，见未来的市场，目的、对预有 有计划地引导消费市场。如电动自行车电池市场， 9%以上都是铅蓄电池。由于铅蓄电池与锂离子电 0

我们设计的电动自行车电池用典型产品 1A 0 h电池以相同的电芯，采用不同的串并联方式和串并联数量，能满足多种型号电动自行车用电池的要求。就 同时在设计上稍加改动，就又能成为高功率锂离子电池，足混合电动轿车的使用要求。我们确定满

池相比较，存在体积大、质量重、寿命短、污染环境等固有劣势，一劣势将逐步为消费者所认识，这一定会有部分消费者要购买锂离子电池，可以预见未来电动自行车所用电池，定会有锂离子电池的市场。一 ()用户要求第一的原则。计产品时一定要了 2设解用户的要求和想法，针对用户的要求进行完善的设计。目前电动自行车电池市场，如为什么很少使用

的单体电池技术指标如表 1所示。表 1单体电池技术指标 Ta l b e1 T etc nc l a a ee so igeLi o el h e h ia r m tr fs l - n c l p n i s

锂离子电池，主要是二个问题：一是用户担心大容量锂离子电池的安全问题，害怕爆炸和燃烧；是锂离二子电池价格太贵。所以，在设计的时候

,一定要解决好这两个问题，如在设计中，用锰酸锂而不选用钴采酸锂或镍酸锂来作为正极材料，就是因为锰酸锂价

格便宜，且安全性好。1 12设计方案确定 ..电动自行车用锂离子电池与手机用锂离子电池比较，不同点有：其

()容量大。手机电池容量最大不超过 110mA,而电动自行车一般需要 10 0m h以 00 h 0 0 A

上。电池的容量大，安全性问题也大，就要求电池设计时主要原材料都要选择安全性能最好的，从电池内部保证电池使用安全。此外，心设计电池的安全精阀和保护电路，保一旦内部意外地没有控制住，确也能保证使用安全。1 2主要原材料选择 ( . 4大关键材料选择 ) 1 2 1正极材料 ..

LC O的热稳定性不及 LMn0, io i z且价格在各种

() 2多个电池串联组合。多个电池串联组合要求设计和制造的电池一致性、均匀性好，能保证电池才组性能水平和循环寿命，同时设计上要考虑相关的保护电路和平衡电路。

正极材料中是最贵的，不适合做大容量动力型锂离子电池。

层状 LNO有高比容量， ii价格比 LC O低，比 io LMn0贵，热稳定性和安全性较差，合成条件苛 i:但刻，难以制备，也不适合制造大容量动力型锂离子电池。

() 3耐冲击振动。电动自行车电池经常处于振动冲击状态。单体电池选用不锈钢外壳，机械强度好，结构设计采用铆接压缩塑料技术，既坚固又达到正、

通过表面修饰改性的 L mO解决了电池高温 i M循环容量衰减问题，同时也提高了大电流放电水

负极与壳体绝缘密封不漏液。电池组焊接串联，粘结固定使电池组结构紧密坚固牢靠，能耐冲击和振动。VO . 2 NO 2 I1 .

平。这样， i mO成为大容量动力型锂离子电池正 L M极材料的最佳选择。 …… 此处隐藏：10710字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……