一 : 全面超越锂电 剑桥大学开发锂氧电池组

德州之窗汽车讯“续航里程”是如今用户在购买电动车时的最大焦虑之一，不过据外媒消息，英国剑桥大学最新开发的全新锂氧(Li-O2)电池组或将改变这一现状，该电池组的应用将使车辆的续航里程大幅增加。(www.61k.com］

据报道，锂氧(Li-O2)电池组也被称为锂空气电池组，其相比当前的锂离子电池组能量密度高达10倍，并且在自身重量及成本方面也仅是锂离子电池组的五分之一。

不过据研究人员透露，目前这一技术仅处于发展阶段，预计其最终的大规模量产最少要在十年以后。同时，目前在锂氧电池组研究中遇到的最大问题就是电池的充放电效率较低，若能在这方面有所突破，其相比当前的锂离子电池组将更加高效和稳定。

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责任编辑：曹金龙

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二 : 超威锂电池培训

科技、能量、未来

浙江超威动力能源有限公司
锂电池基本知识介绍
大客户部锂电 2014-04-08

科技、能量、未来

目 录

1、超威锂电简介 2、锂电池基本原理介绍 3、锂电池分类及基本参数介绍

4、锂电池生产流程和生产检测设备介绍 5、超威锂电池主要特点、注意事项及定位
6、产品安全测试及客户向导

科技、能量、未来

一、超威锂电简介

超威锂电简介
超威电源有限公司自2006年起即开始与清华大学合作建厂于北京，进行动 力和储能型锂离子电池的研发、生产和销售，2010年10月搬回总部。 2013年05月公司二期工程在超威新基地投产，公司总建筑面积8万平方米， 产能达200MWh，实现了规模化、产业化生产。公司主要产品包括应用在电动 自行车、电动摩托车、电动汽车等动力型产品，及风光储能，通讯等系统用储 能电池。 公司产品定位高端，始终追求高品质，高技术含量和高附加值服务。产品 向多元化发展，有铁锂、锰锂、三元等多个系列产品。全面满足多种领域要求， 公司具备向电动汽车厂、通讯运营商、风光储系统提供整体解决方案的能力， 可根据用户需求定制、开发新产品。 超威锂电依托超威电源有限公司强大的研发实力和科技成果转化能力，与 清华大学、哈尔滨工业大学、苏州大学、福州大学、宁波工程学院、天津十八 所等国内知名大学及科研机构及国内外顶级锂电专家学者展开合作。形成了以 院士、国家“千人计划”专家、教授、博导、高工、省151科技人才为核心的 研究梯队，目前大专以上学历的员工比例超过40%。 公司建立了完善的质量、管理和销售体系，产品通过了信息产业部物理化 学电源产品质量监督检验中心、天津十八所、泰尔实验室、201所、新誉电磁 兼容实验室的权威检测，并通过UL、BATSO、UN38.3、CE、ROHS、REACH 检测。

企业与产品介绍

浙江超威创元实业有限公司技术研发团队与公司领导合影

企业荣誉

企业与产品介绍

超威锂电简介---产品认证

UN38.3
ISO/TS 16949:2009

科技、能量、未来

二、锂电池基本原理介绍

锂离子电池基本原理介绍
电池是指能将化学能、内能、光能、原子能等形式的能直接转化为电能 的装置。在化学电池中，根据能否用充电方式恢复电池存储电能的特性， 可以分为一次电池（也称原电池）和二次电池（又名蓄电池，俗称可充电 电池，可以多次重复使用）两大类。一次电池又可分为普通锌锰（中性锌 锰）、碱性锌锰、锌汞、锌空、镁锰和锌银六个系列；二次电池主要有镍 镉电池、镍氢电池、锂离子电池、碱锰充电电池和铅蓄电池等类型。在数 码设备中，常用的电池类型是

干电池（包括碱性电池）、镍镉电池、镍氢 电池和锂离子电池等。在动力电池中，常用用的为铅酸电池和锂离子电池。 作为一种新兴的能源产品锂电池具有以下优点：体积小、质量轻、工 作电压高、比能量大(是铅酸电池的3倍)、循环寿长、自放电率低、无记忆 效应、绿色环保等。锂离子电池被称为性能最为优越的可充电电池，有 “终极电池”之称。目前市面上有钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元锂电池、 磷酸铁锂电池，正在研发的有超级电容电池、燃料电池、锌空电池、水电 池等。

锂离子电池基本原理介绍

锂离子电池基本原理介绍
正极：
LiCoO2 （锂氧化物） + 导电剂 + 粘合剂（PVDF）+ 集流体（铝箔）

负极：
石墨 + 导电剂 + 增稠剂（CMC）+ 粘结剂（SBR）+ 集流体（铜箔）

锂离子电池的基本原理介绍

锂离子电池基本原理介绍

锂离子电池基本原理介绍
充放电原理及特性：
1、原理： 锂离子电池的充放电原理就是锂离子在正负极间的迁移。 2、特性： 过度充电和放电，将对锂电池的正负极造成永久性的伤 害，直观的可以理解为过度放电将导致负极碳过度释放出锂 离子使得层状结构出现坍塌，过度充电将把太多的锂离子硬 塞进负极碳结构里面去，使得其中一部分锂离子再也无法释 放出来。所以一般通过限制充放电上下限电压，上限：4.2V， 下限：2.5V。所以锂电池不得过充电或过放电。

锂离子电池基本原理介绍
1、锂离子含量即容量，正极活性物质的量决定容量。 ?LiCoO2 +C LiC6 +LixCoO2

2、正极过量会析出锂枝晶，易产生安全问题，所以负极比 正极稍微过量。 ? LiCoO2 +C LiC6 +LixCoO2+ Li

3、电解液起到运输锂离子的作用，因此实际量必须保证。

锂离子电池基本原理介绍
4、水分会消耗锂离子，影响容量，同时产生气体造成鼓 壳；同时可能和电解质反应，影响电池的循环、平台等， 所以锂离子电池不能有水分。

?LiCoO2+C＋H2O
?LiPF6 ＋H2O

LiC6 +LixCoO2 +LiOH+H2
LiF+PF3O+HF

锂离子电池基本原理介绍
常温下不同倍率的放电曲线

锂离子电池基本原理介绍
不同温度0.5C放电曲线

锂离子电池基本原理介绍
循环寿命曲线图---0.5C充/1C放（70%DOD，循环寿命 ≥ 800次）

锂离子电池基本原理介绍--主要分类

目前市场规模生产 的锂离子电池有四个系列：
锰酸锂 磷酸铁 锂 钴酸锂

钴系（LiCoO2 ），三元材
料系列（LiCoxNiyMnzO2）， 锰系（LiMn2O4）和磷酸铁 锂系列（LiFePO4）。

三元

锂离子电池基本原理介绍--性能对比
? 锂离子电池材料性能对比
活性材料 LiCoxNiyMnz LiCoxNiyMnzO2 O2 项目 安全性 循环寿命 比能量WH/Kg 价格 元/WH 低温性能 高温性能 三元 差 800～

2000 140～160 2～ 3 较好 好 + LiMn2O4 三元+锰酸锂 较好 600～2000 100～120 2～ 3 好 较好

LiMn2O4
锰酸锂 好 600～1200 90～110 1.5～2 最好 差

LiFePO4
磷酸铁锂 最好 ＞2000 100～125 2.8～3.5 差 最好

锂离子电池基本原理介绍--制作方法对比 ? 锂离子电芯制作方法对比
制作方式 项目
内阻 高倍率放电 放电平台 容量密度 卷绕 叠片 备注 但内阻会一定程度上影响电芯倍率性能和 放电平台 高倍率放电性能好可以有好的启动性能 放电平台较高可以使电动自行车获得较远 的行驶里程 叠片的空间利用率较高

高 差 低 低

低 好 高 高

循环寿命
生产效率 生产控制 适合领域

低
高 简单 微型电池

高
低 复杂 动力电池

叠片电池正负极的结合致密一致

科技、能量、未来

三、锂电池分类及基本 参数介绍

锂离子电池基本原理介绍—电池分类

锂离子电池基本原理介绍—电池分类

锂离子电池基本原理介绍—电池分类

锂离子电池基本参数
三元/锰锂 额定电压 充电电压 放电截止电压 标准充电电流 最大充电电流 36V电池组串数 48V电池组串数 10S 13-14S 3.6V 4.2 2.8V 0.2C <0.5C 12S 16S 磷酸铁锂 3.2V 3.65 2.0V

36V电池组充电电压 48V电池组充电电压

42V 54.6V/58.8V

43.8V 58.4V

锂离子电池基本参数--性能参数
? 额定容量--指电池在环境温度为23℃±2℃条件下，以5h率放电至终止 电压时所应提供的电量，用C5表示，单位为Ah（安培小时）或mAh（ 毫安小时）。 ? 电池内阻--是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻力。电 池内阻大，会导致电池放电工作电压降低，放电时间缩短。内阻大小 主要受电池的材料、制造工艺、电池结构等因素的影响。是测量电池 的内阻需用专用内阻仪测量，而不能用万用表欧姆档测量。 ? 充放电倍率--它是一个电流值，在数据值上等于电池额定容量的倍数 ，通常以字母C表示。如电池的标称额定容量为10Ah，1C则为10A， 0.5C为5A，2C为20A，以此类推。 ? 自放电率--是指电池在开路状态下，电池所储存的电量在一定条件下 的保持能力。主要受电池制造工艺、材料、储存条件等因素影响。是 衡量电池性能的重要参数，一般每月的自放电率在5%以内。 ? 电池的循环寿命--在一定的放电模式下，电池容量降至规定值之前， 电池所经受的循环次数。电池经历一次全充放电，称一个循环。

锂离子电池基本参数-48V电池组放电曲线图

锂离子电池基本参数-48V磷酸铁锂倍率电池放电曲线图

锂离子电池基本参数-充电器主要技术参数

充电器主要技术参数

电池使用常用专业术语

?EB：E-Bick电动自行车 ?EV：纯电动汽车 ?HEV：混合动力汽车 ?PHEV：插电式混合动力汽车

?BMS：保护板，电源管理系统

?UPS：储能电池、后备电源
?LIB：锂电池、LIP：聚合物电池、LFP：铁锂电池

科技、能量、未来

四、锂电池生产流程和 生产检测设备介绍

超威锂电池生产设备及生产流程
? 电池工艺流程示意图

封装

配组

成品包装

箱头安装

保护板安装

装壳

装护套

成组

锂离子电池基本原理介绍

超威锂电池生产设备及生产流程
?生产设备

匀浆机

涂布机

自动模切机

叠片机流水线

全自动注液机

检测设备

PACK流水线

成品检测区

超威锂电池生产设备及生产流程
?生产设备

包装流水线

全自动分选机

全自动点焊机

激光打码机

超威锂电池生产设备及生产流程
?测试设备

针刺挤压一体机

检测柜

短路测试仪

高低温测试箱

振动台

科技、能量、未来

五、超威锂电池主要特点 、注意事项及定位

超威锂电主要产品及特点
产品应用领域

锂离子电池基本参数-电芯类型

锂离子电池基本参数-保护板主要技术参数

电池组内部结构-内部接线图

电池组内部结构-AE款结构图
?典型电池的结构及常用零部件 电量板
电量指示 拉手 锁 电池壳盖 保险 保护板（BMS） 连接板 软包电芯 电芯护套 电池壳体

保险(充电5A、放电30A)

锁

充电口-卡侬头

放电口-品字头

PCB连接板

电芯

电芯组合

保护板

电池壳底座

电池组内部结构-银鱼款-软包电芯结构 产品简介― ―结构图
银鱼款

电池组内部结构-银鱼款-圆柱电池结构

电池组内部结构-DV款-软包电池结构

电池壳体 电池组 正负极 软包电芯

电池保护板

电池转接板

电池组内部结构-12V模块结构图
产品简介― ―结构图
模块
滑盖 BMS （保护板）

顶部线槽

负极柱 电池管理端口

电芯串并

转接板 正极柱

电池外壳

侧面线槽

电池组内部结构-AE款结构图
产品简介― ―结构图
?电芯串并 ?保护板（BMS） ?放电保险丝 ?充电保险丝 ?放点电门锁 ?充电端
保护板 （BMS）

AE

电芯串并

储能用接线 端口

电动车用放 电端口

?放电端
?连接线 ?电池盒
充电端口

电池外壳

主要产品及特点—小银鱼款电池

一代技术（软包）

一代技术（圆柱）

二代技术-护套方案

三代技术-模块方案

主要产品及特点—大银鱼款电池

主要产品及特点—水壶包电池

一代技术-电池、保护析板裸出；走线乱

二代技术-电池、保护析板完全保护

主要产品及特点—12V模块电池

电池模块结构

引线结构的电池组装

36V电池组装

48V电池组装

主要产品及特点—24V模块电池

电池结构

L型电池箱模块安装

B型电池箱模块安装

T型电池箱电模块安装

I型电池箱模块安装

主要产品及特点—48V

模块电池

AD型48V模块

DE型48V模块

DC型48V模块

48V模块应用

主要产品及特点—12V20Ah模块电池

电池结构

48V电池组装 ①

48V电池组装 ②

电池应用

主要产品及特点—BN4812DV模块电池
快速替换---与铅酸电池无缝对接，可轻松装入铅酸36V及48V电 池盒，实现老产品的快速升级换代 高功率---14串设计，比普通锂电池电压更高，瞬间输出功率更 高，启动及爬坡能力更强 高能量---12Ah的大容量及14串的设计，使其比普通锂电池续航 里程更长 轻便美观---产品设计基于“钢铁侠”的超级能量块，力量感十 足，拥有产品外观专利，重量仅为同型号铅酸电池三分之一 双重安全保护---当外界滥用或电池BMS失效导致电池组发生异 常的情况下，二级保护能够快速切断主回路，保证电池组安全； 当电芯出现异常时，二级保护会发出提示音进行警示

主要产品及特点—BN4820CI模块、简包

主要产品及特点—后衣架款电池
特性参数：
（F-磷酸铁锂、M-锰酸锂、N-三元锂）

规格型号 标称电压 额定容量 重量 外形尺寸 循环寿命

BM3610AK 36V 10Ah 5.0Kg 长410×宽150×高66mm ≥800次

产品特点：

主要产品及特点—小青蛙款电池
特性参数：
（F-磷酸铁锂、M-锰酸锂、N-三元锂）

规格型号 标称电压 额定容量 重量 外形尺寸 循环寿命

BM2410AR 24V 10Ah 2.8Kg 长315×宽150×高150 ≥800次

产品特点：

主要产品及特点—小银鱼款电池
特性参数：
（F-磷酸铁锂、M-锰酸锂、N-三元锂）

规格型号 标称电压
额定容量 重量 外形尺寸 循环寿命

BM2410AC 24V
10Ah 3.2Kg 长390×宽86×高85 ≥800次

产品特点：

主要产品及特点—一体模块电池
特性参数：
（F-磷酸铁锂、M-锰酸锂、N-三元锂）

规格型号 标称电压 额定容量 重量 外形尺寸 循环寿命

BF4812AD 48V 12AH 6.0kg

BF4814AE 48V 14AH 8.0kg

长190×宽160×高75 （AD） 长250×宽195×高191（AE） ≥1500次 ≥1500次

产品特点：

主要产品及特点—北汽电动汽车电池
电池箱盖 管理系统主机 绝缘检测模块 密封法兰垫片 电池模块

特性参数：

型号 额定电压 标称容量
动力线 电流传感器 维护窗口 制冷系统 继电器开关 熔断器（保险） 电压、温度采 集模块 制热系统 电池箱

EF339060AG 339.2V 66Ah 300kg ≥1500次

重量 循环寿命

最大输出功率
续驶里程

80KW
100Km

电池系统实物图

电池系统安装图1

电池系统安装图2

电池应用（北汽M30电动汽车）

主要产品及特点—河北御捷汽车电池
72V150Ah锂离子电池系统实物图 特性参数： 型号 额定电压 标称容量 EF072150BU 72V 150Ah

重量
循环寿命 最大输出功率

130kg
≥1500次 32KW

续驶里程

100Km

24V150Ah电池模 块（A型）

24V150Ah电池模 块（B型）

电池系统设

计图

电池系统应用

主要产品及特点—东风电动汽车电池
144V105Ah锂离子电池设计效果图 特性参数： 型号 额定电压 标称容量 EF144105DE 144V 105Ah

重量 循环寿命
最大输出功率

≈180kg ≥1500次
45KW

电池系统结构

两箱体间的连接设计

管理系统（BMS）安装

电池系统输出接口

主要产品及特点—中国移动通讯电池
特性参数：
规格型号 标称电压 1U-NF4810 48V 4U-NF4850 48V

额定容量
重量

10Ah
≈7.5Kg

50Ah
≈33Kg

外形尺寸
循环寿命

480×300×44mm
≥1200次

480×300×180mm
≥1200次

4U电池内部结构

1U电池内部结构

3U电池设计

通讯机柜应用

主要产品及特点—潜水器用电池
长期在深水环境中使用，具有高可靠的防水性能； 在深水环境下具有超强的耐高压性能；

海水有很强的腐蚀性，产品外壳设计腐蚀性能好，
长期在低温的海底环境下使用表现出良好的低温性能

在海底持续使用时间超过五天，具有超长的续航能力 ；

内部支架结构具有抗压能力

外壳为304钢管加密封设计

电池应用示意

锂离子电池使用注意事项

? 1、因锂电池与铅酸电池的储能方式不同，所以锂电池充电时需选择 专用锂电充电器充电，否则会出现电池容量降低及寿命衰减的现象。 一般充电倍率最高0.5C，最好0.2C或小于0.2C， ? 2、普通锂离子电池不可大倍率放电，放电倍率一般为1C，最高不超 过1.5C，长时间的大倍率放电属于小马拉大车，电池寿命急剧衰减。 ? 3、电池组内因有保护板，它属于电子元器件，所以使用过程中不可 接触到水，需做好防水处理，并在电池与车体之间做好减震措施，保 证电动车运行中保护板不会震坏。 ? 4、我们测试锂电池的循环寿命，是将电池组充满再放完电再充电的 方式对电池组测试。因锂电池无记忆效应，在实际使用过程中，不需 要电池用尽再充电，可在有空的任何时间对电池组进行充电，此种方 式反而能延长电池的使用寿命。

锂离子电池使用注意事项

贮存 1. 电池组需长期贮存时，请将电池组充电至40%-60%的电量（放完电后，用专用 充电器充电3~4小时即可），放置于干燥、通风处，每3个月用充电器充电1~2 小时。 2. 电池组与充电器应贮存在清洁、干燥、通风处，远离腐蚀性物质、火源、热 源或易燃物。 运输 1. 电池组与充电器在包装后进行运输，在运输过程中应防止剧烈振动、冲击或 挤压，防止日晒雨淋。可使用各种交通工具进行运输。

产品定位----高大上
包装精美、 外形靓丽 灵活通用、 动力强劲

科技与 质量并重

尊贵与 实用共享

价值定位---为客户创造价值

品牌

实力

服务

安全

价格定位----高价值、高价格 厚利多 销是王 道

物

美价 廉

低价

高价

战略布署

3 . 100

科技、能量、未来

六、产品安全测试及 客户向导

安全检测
测试后电芯

高温破坏试验

过冲实验

针刺实验

挤压实验

安全检测
测试后电池组

技术交流

电芯已发生严重变形，但电 池组未出现冒烟、明火等安 全隐患、且电池组仍可工作

壳体 已严 重变 形破 损

客户向导

整车配置（电机功率、目标销售地区、 要求续行里程、使用工况、峰值电流、峰值 电流持续时间、平均运行电流、要求电池外 形尺寸、充电时间），价格定位，供货期要 求等。

客户向导

锂电池是环保电池，不含重金属，没有严重的 酸碱污染，不需要回收，目前国内没有锂电池的回收 政策，国外各国要求锂电池回收的政策也不尽相同。

不是，一定要严格按照配组标准对整组进行重新 严格配组，要不然对一致性造成严重影响。

客户向导
5、超威锂电池组的最大放电电流是多少？一般几安放电？ （以10Ah为例） 最大持续放电电流建议在10A以内，短时间放电电 流要控制在20A以下，超过20A以上就会对电池性能和 寿命造成影响。 6、电池组的过流保护需要多少A保护？何种方式？规格？ 两重保护：保护板过流值为 15 A，外置保险 丝30-40A。 7、48V/10Ah锂电池组的续行里程有多远？
续行里程和车重、载重、电机效率、路况、风阻等有很大的关 系 ，根据车型来定，一般180W电机车型在40公里左右。

科技、能量、未来

三 : 全面超越锂电 剑桥大学开发锂氧电池组

　　[61阅读 新闻]  “续航里程”是如今用户在购买电动车时的最大焦虑之一，不过据外媒消息，英国剑桥大学最新开发的全新锂氧(Li-O2)电池组或将改变这一现状，该电池组的应用将使车辆的续航里程大幅增加。

　　据报道，锂氧(Li-O2)电池组也被称为锂空气电池组，其相比当前的锂离子电池组能量密度高达10倍，并且在自身重量及成本方面也仅是锂离子电池组的五分之一。

　　不过据研究人员透露，目前这一技术仅处于发展阶段，预计其最终的大规模量产最少要在十年以后。同时，目前在锂氧电池组研究中遇到的最大问题就是电池的充放电效率较低，若能在这方面有所突破，其相比当前的锂离子电池组将更加高效和稳定。（信息来源：sciencemag.org；文/61阅读 高帅鹏）

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本文标题：超级电容锂电池-全面超越锂电 剑桥大学开发锂氧电池组
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