***0001： 汇总知识点-锂电池

一般说电压，是按单体乘以串数的，三元3.65-3.7v，铁锂3.2v，

 

1. 电芯 ： 方形电芯，软包电芯，圆柱电芯

2. 电池PACK :镍片，电池支架，盖板，侧板

3.电池焊接：电阻电焊机；激光焊接机；超声波焊接机

4.电池包冷却： 风冷和水冷

5. 充电测试：先恒流，再恒压，观察充电曲线。

6.放电测试：恒流放电 ，直到放电截至电压 ，观察放电曲线。

 7.典型的纯电动汽车电池被称为三元锂离子电池，正极使用镍、钴和锰三种元素。而比亚迪的刀片电池则是采用磷酸铁作为正极的磷酸铁锂电池。 

 

 8.三元锂离子电池被称为电池单元，由多个电池单元组合而成的电池模块，以及将这些模块组合成单个汽车的电池组。   

 

9. 宝马第六代电池，也即46系大圆柱电池，同样采用车身电池一体化设计，不过先采用CTP (Cell to Pack)方式，将大圆柱电芯直接集成到电池包中，再通过“电池车身一体化”（Pack to Open Body）技术，使电池包与车身结构融合为整体。

 

 

 10.宁德时代麒麟电池，要依赖高效的液冷系统，才可支持4C以上的充电倍率

 

11.采用无极耳（全极耳）设计，46系电池内部电流路径较短，内阻降低80%以上，减少了充放电过程中的发热损耗，使4C快充在大圆柱电池上的应用更为从容。对比当下占据市场主流的方形电芯电池包，大圆柱电池在充电效率方面也具备明显优势。

 

12.相较于方形电池，大圆柱电池10倍的制造效率;大圆柱电池可兼容从磷酸铁锂（LFP）、磷酸锰铁锂（LMX）到三元锂（NCM）等多种化学体系;大圆柱电池 基于1500兆帕的双层热实心钢

 

 

13. 强制性要求动力电池在多项测试中“不起火、不爆炸”，被称为“史上最严动力电池安全令”。

 

14.方形电池一般为铝壳或者钢壳为主，国内电池厂商基本多为采用电池密度更高的方形铝壳电池为主要，很大一部分原因是因为方形电池的结构相对来说较为简单，不像圆柱电池采用不锈钢作为电池壳体以及防爆阀等附件，所以重量上与之圆形电池对比，方形动力电池更轻、能量密度更高。

 

15. 主流的电池封装技术主要有方形电池、圆形电池以及软包电池三类。

 

16. 麒麟电池目前的数据是基于卷绕工艺得出的，未来如果升级到叠片工艺还有更多潜力
特斯拉用圆柱、韩国主要产软包不同，中国电动汽车多数采用方形电芯
这要从圆柱、方形、软包三种封装
热失控事故通常是 渐进过程

 

三元锂：电池能量密度可达200-250Wh/kg，在同一体积下，续航时间更长，适合追求高续航的车型(如特斯拉Model) Y长续航版)。

 

磷酸铁锂：能量密度约为140-180Wh/kg，但刀片电池通过结构优化(如比亚迪汉EV)将体积利用率提高50%，续航差距明显缩小。

磷酸铁锂：循环次数超过3000次，寿命可达8-10年，适用于高频网约车或家庭主力车。

三元锂：循环次数约为2000次，但通过浅充浅放（如每日20%-80%充电）可延长至磷酸铁锂等。

磷酸铁锂:分解温度高达800℃，针灸实验只冒烟不起火，安全性更好(如比亚迪刀片电池)。

三元锂:250℃可能失控，需要依靠高强度电池组结构(如特斯拉4680电池)和热管理系统来降低风险。

简单来说，插混就是电和油都能直接推动车轮，谁方便用谁。
增程车本质上还是一台电车，先把汽油烧成电，再供给电机继续向前。但它最终的驱动方式，始终是靠电机。

 

动力电池主要分为两种，一种为三元锂电池，一种就是磷酸铁锂电池

宁德时代官宣成功研发出了钠离子动力电池 与三元锂电池相比，依然存在着明显的差距

主流是往固态电池方面进行突破，但是固态电池在成本居高不下

811电池采用80%镍、10%锰和10%钴的配方，相比其他低镍比例的三元电池，能够存储更多电能，延长车辆行驶距离‌ 。

 

 

镍片焊接技术成熟，可以采用多种焊接设备，如脉冲热压焊接机、储能焊接机和激光镍片焊接机等。激光镍片焊接机尤其适合现代化流水线作业，能够高效高质地生产‌ 

 

普通的18650电池PACK ：电芯；电池支架；镍片焊接；BMS保护板；PACK外壳

 

 容量：安培小时为单位。AH。
电量：瓦特小时为单位。WH
电量= 容量 乘 电压
PACK中的电池 可以进行 串联和并联。
PACK常用零件：ABS架构强度件；钣金件铝板做支架箱体；压铸件铝型材做箱体和强度件。
BMS电池管理系统 包含：充放电模块 保护模块 温度保护模块 数据传输模块 
采集 电池单体的电压和温度
电池热管理：使用水冷或别的液体。还有风冷。

 

 

聚合物电芯：软铝塑复合膜

普通锂电池：硬铝壳或钢壳 

聚合物锂离子电池所用的正负极材料和液态锂离子电池都是相同的。

正极材料为钴酸锂、锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂材料，负极是石墨。

液态锂离子电池使用液态电解质。聚合物锂离子电池使用固体聚合物电解质。

 

 

锂离子电池隔膜性能要求离子非常容易通过；电子不能通过；耐受 电液腐蚀。

 

电解液：溶剂 、锂盐，和添加剂

 

 

锂电池产业链主要由（包括 正极材料、负极材料、隔膜、电解液）

 锂电池正极材料主要集中在锰酸锂、三元材料和磷酸铁锂 。

负极材料 主要是石墨

隔膜是 核心材料

电解液是有机溶剂、电解质锂盐- 六氟磷酸锂, 添加剂

异步电动机驱动系统
交流永磁电机驱动系统-永磁同步电机

 

整个光伏锂电池系统包括：光伏组件、控制器、锂电池组（+电池管理系统）、 逆变器、电池外包，可选配充电器及其他部件。

 

 

 新一代家庭储能系统, 采用长寿命、环保的磷酸铁锂电池作为储能载体 。可以将太阳 能发出的电量储存到电池中， 实现自发自用，太阳能发出 的多余电量通过并网回馈到电网

 

高压储能：为电网储能、工商业储能、家庭高压储能、高压UPS以及数据机房等应用而开发的产品。

家庭储能：系统利用屋顶的太阳能等来源把富裕电力存入储能系统，以备高峰时使用。

通信备电：可为通信运营商全系列通信基站提供各种备电解决方案

 

 磷酸铁锂电池在使用过程中，容易出现电池组单体容量不一致的 情况。这会导致电池组电压不均，电池充电和放电不均衡，甚至可能导 致电池组损坏，从而影响电动汽车和混合动力汽车的使用寿命和性能。 因此，如何保证电池组单体容量的一致性，是动力磷酸铁锂电池均衡系 统需要解决的一个重要问题。

 

任务描述：本任务要求设计一套磷酸铁锂储能电池管理系统」实现 对磷酸铁锂储能电池的电量、温度、充放电状态等参数进行实时监测与 管理，确保其正常工作、延长电池使用寿命、提高能源利用效率和安全 性。

任务内容：

1 .设计磷酸铁锂储能电池管理系统的硬件架构，包靖型教型专 感器、信号调理电路、型控制器等。

2 .设计磷酸铁锂储能电池管理系统的软件架构」编写程序实现数据 采集、处理、商诸、显示等功能，包括界面设计、喜信协j落

3 .设计磷酸铁锂储能电池的充电二放电、平衡控制策略,漉过系统 实时监测k控制电池状态，确保电池的安全性和看函**

4 .设计磷酸铁锂储能电池管理系统的智能化控制功能，包括电池状 态预警、故障检测与处理、远程监测和控制等。

 

 

锂电池种突

 三元材料 ；钴酸锂；锰酸锂；磷酸铁锂

 

锂电池的充放电保护：

 

BMS技术

• 过充、过放、 过流、温度和短路保护

• 有效的的匀衡

• 监测电池的电压、电流和温度参数

• 计算电池的容量(SOC )

• 管理电池工作状态

• 通信接口

 

储能电池制造工艺流程 和浆 涂布 辊压 裁切 叠片 加注电解液 化成  分容 配组  模块 成品

磷酸铁锂电池 单只电芯 8000次，模块3000次。110WH/kg 。 内阻 4毫欧。

锂电池的测试有： 过充测试  短路测试 穿刺测试  高温测试  碰撞测试 低温测试。

 

储能用磷酸铁锂电池规格： 标称容量 20AH . 电压 3.2V .  长宽高 。内阻10毫欧。重量200KG. 电池型号。

 

电池特性：循环寿命长 ：单只电芯 超过7000次，电池组超过3000次。

高倍率放电性能优秀：10AH 可以5C 放电，50A 。20AH 可以3C 放电60A . 

比能量高：重量比能量可以达到 120WH/kg 。 体积比能量达到 210WH/L..

安全性能好：耐过冲电。针刺。挤压。短路，均不发生燃烧爆炸。

能够满足快速充电。 15分钟充电可达80%。

工厂产能：一天15万AH 。以后增加到40万AH 每天。

磷酸铁锂材料：每月70吨。

PACK包括电池组、保护板、外包装或外壳、输出（包括连接器），钥匙开关，电量指示，及EVA、青棵纸、塑胶支架等辅助材料这几项共同组成PACK。

 

电芯外观厚度检测。

电芯电压内阻测试。

电芯贴底片

电芯头盖板双面胶。

正负极贴镍片

电芯电焊镍片。

电焊保护板

粘贴支架

上盖点胶水。

固定上盖。

性能初检

塑封成型。

尺寸检查。

成品性能测试。

贴标贴纸张

外观全检查

高温老化。

负载测试。

装箱

 

电池组PACK要求电池具备高度一致的容量 内阻 电压 放电曲线 寿命。

高电压大电流电池组PACK 要求配备BMS 。

 

 容量单位
安时: Ah（安培小时）表示电池容量，指电池可为设备供电的时间。
比如: 5 Ah 电池理论上可以提供 1 安培电流 5 小时或 5 安培电流 1 小时。

瓦时: Wh（瓦特小时）同样表示电池容量，该电池或电池组总共可以做多少功。
换算:
瓦时=电压*安时, Wh=V*Ah

放电倍率: 动力电池的关键参数之一，最大放电倍率指该电池支持的最大工作电流。当然瞬时电流可以更大。
1 C 意味着放电电流将在1 小时内放电完整个电池。 比如2Ah电池，1C倍率放电，则该电池以2A电流持续1小时内释放完。
最大工作电流A=电池放电倍率C*容量Ah

 放电倍率与电池容量成反比:

由于工艺的限制，最大放电倍率与电池容量成反比。

• 低倍率大容量。小电流长续航，手电筒，小台扇等。
• 高倍率低容量。大电流大功率，吸尘器，电动工具等。

C-Rate与时间成倒数关系，理想状态下

• 以1C来看，是在1小时内将电池内所有的容量全部释放出来，
• 2C是在0.5小时(30分钟)内将电池所有的容量释放出来，
• 10C是在0.1小时(6分钟)内将电池所有的容量释放出来来，
• 0.5C是在2小时(120分钟)内将电池所有的容量释放出来，
• 0.1C是在10小时(600分钟)内将电池所有的容量释放出来。

按照放电倍率大小分类

• 容量电池: 3c以下，容量较大，低电流，长续航。充电宝，太阳能路灯，玩具，手电筒，小风扇等...
• 动力电池: 5c以上，容量偏小，大电流，强动力。电动工具，吸尘器等…
• 倍率电池: 10c以上，超大电流，超强动力。航模…

 电池组

 
S 串联: 电压升高，容量不变. 串联数量视负载需求。
航模无刷电机使用的电调，通常不直接标识工作电压，而是标识（2s～3s）指支持2串到3串，约8v～12v。（2s～6S）支持2串到6串，约8v～24v。
 
P 并联: 电压不变，容量增加. 并联无限制，受限于(空间, 重量)
航模电池常用的缩写3S，表示3颗电池串联，即(3*4v=12v)输出.

 

 串并联 影响现实电路的因素, 由于每个电池的个体差异

1. 组内不均衡状态. 串联需要做均衡，并联不需要
2. 电池故障，导致断路
3. 电池故障，导致短路. 可能性很低

锂电池生产工艺较长，生产过程有20多道工序，相应要20多种设备来完成各道工序的制造，整个工艺环节所需设备庞杂，专用性也很强。

 

 

锂离子电池的制造可统一分为极片制作、电芯组装、电芯激活检测和电池封装四个工序段。

 

 

 

极片制作工艺包括搅拌、涂布、辊压、分切、制片等工序，是锂离子电池制造的基础，对极片制造设备的性能、精度、稳定性、自动化水平和生产效能等有着很高的要求；

 

电芯组装工艺重要包括卷绕或叠片、电芯预封装、注电解液等工序，对精度、效率、一致性要求很高；电芯激活检测工艺主要包括电芯化成、分容检测等；

 

电池封装工艺包括对构成电池组的单体电池进行测试、分类、串并联组合，以及对组装后的电池组性能、可靠性测试。

 

 

 

液冷储能电池箱产线工艺流程：

1.型材来料

2.单品CNC

3.FSW焊接 4.焊缝打磨 5.液嘴、横梁焊接 6.总成CNC

7. 拉铆打牙套 8.超声波清洗 9.气密性检测

10.总成检验 11.激光打标 12.打包出货