软包锂电池组装与测试研究.docx

《软包锂电池组装与测试研究.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《软包锂电池组装与测试研究.docx（30页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、本科毕业设计（论文）题目：软包锂电池组装与测试研究本论文以软包锂电池组装与测试为研究对象，通过对锂电池的基本原理、组成结构和制造工艺进行分析，探讨了软包锂电池的组装工艺和测试方法。首先介绍了锂电池的基本原理和组成结构，包括正负极材料、隔膜、电解液等。然后详细讨论了软包锂电池的组装过程，包括正负极材料的处理、电极制备、隔膜贴合、电解液注入、封口等。同时，针对软包锂电池组装过程中容易出现的问题，提出了相应的解决方案。最后，最后，在不同温度下，利用恒流对软包电池的有效容量、循环寿命进行了测试分析，利用交流对软包锂电池的内阻进行了测试分析。通过测试，分析了温度对电池的有效容量、循环寿命和内阻的影响，为

2、锂电池的制造和应用提供了一定的参考价值。关键词：“软包锂电池组装”“测试”“性能”“可靠性”AbstractThispaperfocusesontheassemblyandtestingofsoft-packlithium-ionbatteries.Byanalyzingthebasicprinciples,composition,andmanufacturingprocessesoflithium-ionbatteries,theassemblyprocessandtestingmethodsofsoft-packlithium-ionbatteriesareexplored.Firstly

3、,thebasicprinciplesandcompositionoflithium-ionbatteriesareintroduced,includingpositiveandnegativeelectrodematerials,separators,electrolytes,etc.Then,theassemblyprocessofsoft-packIithium-ionbatteriesisdiscussedindetail,includingthetreatmentofpositiveandnegativeelectrodematerials,electrodepreparation,

4、separatorbonding,electrolyteinjection,sealing,etc.Atthesametime,solutionstotheproblemsthatmayariseduringtheassemblyprocessofsoft-packIithium-ionbatteriesareproposed.Finally,theeffectivecapacityandcyclelifeofsoft-packbatteriesunderdifferenttemperaturesaretestedandanalyzedusingconstantcurrent,andthein

5、ternalresistanceofsoft-packlithium-ionbatteriesistestedandanalyzedusingAC.Throughtesting,theeffectsoftemperatureontheeffectivecapacity,cyclelife,andinternalresistanceofbatteriesareanalyzed,providingacertainreferencevalueforthemanufactureandapplicationoflithium-ionbatteries.keywords:Soft-packlithium-

6、ionbatteries”“assembly“testing”performance,“reliability”1 itjI1.1 研究背景和意义11.1.1 锂电池的研究背景和意义11.1.2 软包锂电池的研究背景和意义11.2 研究现状与进展21.2 .1软包锂电池的结构简介21.3 .2软包锂电池的研究现状与进展31.3 论文的主要内容和结构6第2章锂电池基本知识82.1 锂电池的基本原理82.2 锂电池的组成结构82.3 锂电池的性能参数9第3章磷酸铁锂软包锂电池的组装工艺113.1 正负极材料的处理113.2 粘合剂的选择133.3 隔膜贴合方法133.4 4电解液注入和封口方法14

7、3.5 组装过程中可能出现的问题及解决方法16第4章软包锂电池的测试方法184.1 恒流测试法184.2 交流测试法18第5章实验结果和分析205.1 不同温度下循环寿命、容量测试结果分析205.2 不同温度下内阻测试结果分析22第6章结论与展望255.3 1论文的主要结论256225参考文献26致谢26第1章绪论1.1 研究背景和意义1.1.1 锂电池的研究背景和意义锂电池是一种非常重要的电池类型，它具有高能量密度、长寿命、轻量化和环保等优点，已经广泛应用于移动通信、电动汽车、储能系统等领域。其研究背景和意义主要有以下几个方面，首先是能源危机。随着人类对能源需求的不断增加，传统能源的供应已经

8、面临瓶颈，而锂电池作为一种高效节能的能源存储设备，可以有效缓解能源危机；然后是环保问题。传统化石能源的使用会导致环境污染和气候变化等问题，而锂电池具有低碳、环保的特性，可以有效减少环境污染；接着是科技发展。随着科技的不断进步，人们对电子产品和电动汽车等高科技产品的需求不断增加，而锂电池作为这些产品的核心部件，其研究和发展对科技进步具有重要意义；最后是经济发展。锂电池作为一种新型的产业，已经成为全球范围内的重要产业，其研究和发展对于促进经济的发展和创造就业机会具有重要作用。“锂离子电池的研究进展与展望”综述了锂离子电池的研究历程、发展现状、应用前景等方面，对锂电池领域的相关研究具有很高的参考价值

9、。因此，锂电池的研究和发展具有非常重要的意义，不仅可以满足人们对能源的需求,还可以促进经济和科技的发展，同时也可以有效缓解环境问题。1.1.2 软包锂电池的研究背景和意义软包锂电池与传统的硬壳锂电池相比，具有更轻、更薄、更柔性、更安全等优点，因此在移动通讯、电动工具、电动汽车等领域得到了广泛应用。软包锂电池具有重量轻、设计灵活、能量密度大、循环性能好等多种优点,可以广泛应用于数码产品领域、新能源动力产品领域和可穿戴设备领域,尤其是随着可穿戴设备等新兴电子产品以37%的增速快速发展,对软包锂电池需求增长巨大,这类电池由于安装尺寸精度高,随身使用,所以在成型精度和安全性上有更高的要求。其研究背景和

10、意义主要有以下几个方面，从实用性的方面来看，传统的硬壳锂电池体积较大，重量较重，不便携带，而软包锂电池具有轻、薄、柔性的特点，可以更方便地携带，满足人们对于轻便、小巧、方便的需求；从安全性的角度来看，传统的硬壳锂电池由于其外壳硬度较高，一旦受到碰撞或挤压，容易发生短路等安全事故。而软包锂电池采用柔性的外壳材料，可以更好地保护电芯，降低安全风险；从创新性的角度来看，软包锂电池的设计和制造需要掌握柔性电极、柔性隔膜、柔性电解液等技术，对于电池行业的技术创新和发展具有重要意义；从环保性的角度来看，软包锂电池的制造过程中，不需要使用大量的金属外壳和塑料材料，减少了资源浪费和环境污染，符合可持续发展的理

11、念。因此，软包锂电池的研究和发展具有非常重要的意义，它不仅可以满足人们对于轻便、方便、安全的需求，还可以促进电池行业的技术创新和发展，同时和普通锂电池一样也可以有效缓解环境问题。图1-2硬壳锂电池1.2 研究现状与进展1.2.1 软包锂电池的结构简介软包锂电池的结构是指采用柔性材料作为外壳的锂离子电池。软包锂电池的外壳通常由铝塑复合膜或聚酰亚胺等材料制成，内部则由正负极电极、隔膜、电解液等组成。其中，正负极电极通常采用复合材料，正极材料通常采用银钻锦酸锂、三元材料等，负极材料通常采用石墨等。隔膜是软包锂电池中重要的组成部分，它可以防止正负极短路，并且使电解液能够通过，实现离子传输。隔膜通常采用

12、聚丙烯或聚酰亚胺等材料制成。电解液是软包锂电池中负责离子传输的介质，通常采用有机溶剂和锂盐混合物，如碳酸乙烯二甲酯和锂盐混合物。软包锂电池的外壳采用柔性材料制成，如铝塑复合膜或聚酰亚胺等，它可以有效保护电芯，降低安全风险。软包锂电池的结构相对传统的硬壳锂电池更为简单，但外壳材料的柔性特性使得软包锂电池具有更高的安全性和可靠性，同时也更加轻薄便携。图1-3软包锂电池结构图1.2.2 软包锂电池的研究现状与进展近年来，随着智能手机、平板电脑、电动汽车等电子设备的普及和应用的广泛，锂电池的需求量迅速增长。相比于传统的硬壳锂电池，软包锂电池具有体积小、重量轻、成本低等优点，逐渐成为电子设备中的首选电池

13、。本文将从软包锂电池的材料、制备、性能及应用等方面进行综述。1、正负极电极材料软包锂电池的正负极电极材料主要包括正极材料、负极材料和导电剂。正极材料通常采用钻酸锂、银钻锯酸锂、三元材料等，其中钻酸锂稳定性较差，而银钻镒酸锂和三元材料稳定性较好。负极材料通常采用石墨、硅等材料，其中石墨的比能量和比功率较高，是软包锂电池中常用的负极材料。导电剂可以提高电极的导电性能，通常采用碳黑、石墨等材料。2、隔膜材料隔膜是软包锂电池中重要的组成部分，它可以防止正负极短路，并且使电解液能够通过，实现离子传输。隔膜通常采用聚丙烯或聚酰亚胺等材料制成，其中聚酰亚胺具有较好的热稳定性和机械性能。3、电解液材料电解液是

14、软包锂电池中负责离子传输的介质，通常采用有机溶剂和锂盐混合物，如碳酸乙烯二甲酯和锂盐混合物。近年来，磷酸盐类电解液因其良好的安全性和稳定性逐渐受到关注。4、外壳材料软包锂电池的外壳采用柔性材料制成，如铝塑复合膜或聚酰亚胺等，它可以有效保护电芯，降低安全风险。其中铝塑复合膜的拉伸强度和耐穿刺性较好，但成本较高，聚酰亚胺则具有较好的耐温性和机械性能。5、溶胶-凝胶法溶胶凝胶法是一种制备软包锂电池的常用方法，其过程包括悬浮、凝胶化、干燥、热处理等步骤。该方法可以制备出具有较高比表面积和孔隙度的电极材料，从而提高软包锂电池的电化学性能。6、混合法混合法是一种将正负极材料和导电剂混合后制备电极的方法，其

15、优点在于操作简单、成本低。但由于混合过程中难以控制电极材料的分布和结构，因此电极材料的性能难以精确控制。7、喷涂法喷涂法是一种将电极材料和导电剂喷涂在电极收集体上制备电极的方法，其优点在于操作简单、成本低，同时可制备出具有较高的比表面积和孔隙度的电极材料。但由于喷涂过程中存在的一些问题，如涂层不均匀、孔隙度不足等，导致电极材料性能难以控制。8、比能量和比功率比能量和比功率是衡量软包锂电池性能的重要指标。比能量是指单位质量电池的能量储存量，通常以Wh/kg为单位；比功率是指单位质量电池能够输出的最大功率，通常以W/kg为单位。软包锂电池具有较高的比能量和比功率，能够满足电子设备和电动汽车等领域的需求。9、安全性安全性是软包锂电池应用中需要关注的问题。由于软包锂电池外壳材料的柔性特性，使得其对振动、撞击、穿刺等外力更为敏感，容易引起短路或热失控。因此，在软包锂电池的制备和应用中需要加强安全性设计和控制，降低安全风险。9、电子设备软包锂电池由于体积小、重量轻、成本低等优点，逐渐成为电子设备中的首选电池，如智能手机、平板电脑、手持游戏机等。10、电动汽车电动汽车是软包锂电池应用的重要领域之一。软包锂电池具有较高的比能量和比功率,能够满足电动汽车对于能量密度和功率密度的要求，同时其体