锂电池术语-solarbe文库

资源描述：

1锂电池术语1. 范围标准规定了用于锂电池的一般术语，包含锂原电池和锂蓄电池相关术语。 GB/T2900.41-2008和本标准规定的术语适用于锂电池（简称 “ 电池 ” ），当两者不一致时，应以本标准为准。2. 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2900.41 2008电工术语原电池和蓄电池3. 术语和定义3.1 基本概念3.1.1 锂原电池（ lithium primary battery）也称为一次锂电池，负极为锂，且被设计为不可充电的电池。包括单体锂原电池和锂原电池组。3.1.2 锂蓄电池（ rechargeable lithium battery）锂离子电池和锂金属蓄电池统称为锂蓄电池（也称为可充放锂电池，二次锂电池）。3.1.3 锂离子电池（ lithium ion battery ）利用锂离子作为导电离子，在正极和负极之间移动，通过化学能和电能相互转化实现充放电的电池。包括单体锂离子电池和锂离子电池组。3.1.4 单体锂离子电池（ lithium ion cell）锂离子电池的基本单元，由电极、隔膜、外壳和电极片等在电解质环境下构成。3.1.5 金属锂蓄电池（ rechargeablelithium metal battery ）电池中负极侧含有金属锂的锂蓄电池。也称为可充放金属锂电池。注在电池装配的过程中，负极可以完全是金属锂，或者部分含有金属锂。在电池循环过程中，负极中存在金属锂的形态，并可逆的发生电化学沉积和析出。23.1.6 液态锂蓄电池（ liquid rechargeablelithium battery ）电池中只含有液体电解质的锂蓄电池。3.1.7 非水有机溶剂锂蓄电池（ nonaqueousrechargeablelithium battery ）电解质为有机溶剂的液态锂蓄电池。3.1.8 水系锂蓄电池（ aqueousrechargeable lithium battery）电解质为水溶剂的液态锂蓄电池。3.1.9 混合固液电解质锂蓄电池（ mixed solid liquid electrolyte rechargeable lithiumbattery）电池中同时含有液体和固体电解质的锂蓄电池。注此类电池在文献中出现了多种用语， ① 电池单体中固体电解质质量或体积占单体中电解质总质量或总体积之比达到一半，或者单体中一侧电极含有液体电解质，另一侧电极只含有固体电解质，这两种均称为半固态电解质锂蓄电池，有时简称为半固态锂电池；② 单体中固体电解质质量或体积分数超过一半，液体电解质的质量或体积分数低于一半的，有时称为准固体电解质锂蓄电池或准固态锂电池； ③ 液体电解质的质量或体积分数低于电解质总质量或总体积分数 5的，有些作者称之为固态电解质锂蓄电池，或者固态锂电池。但实际该电池单体中含有少量液体电解质，称为固态锂电池不严谨，更适合称为准固态电解质锂蓄电池或准固态锂电池。以上文献中出现的半固态电解质锂蓄电池、准固态电解质锂蓄电池，固态电解质锂蓄电池都属于混合固液电解质锂蓄电池，简称为混合固液电解质锂电池。英文也可以称为 Hybrid solid liquid electrolyte rechargeable lithiumbattery。3.1.10 全固态锂蓄电池（ all solid state rechargeablelithium battery ）电池单体中只含有固态电解质，不含有任何液体电解质、液态溶剂、液态添加剂的锂蓄电池。3.1.11 凝胶聚合物锂蓄电池（ gel polymer rechargeablelithium battery）电池中的液体电解质与聚合物高分子形成凝胶态电解质的锂蓄电池。注目前把塑封膜封装的软包装锂离子电池也叫做聚合物锂离子电池，有时简称为聚合物锂电池。凝胶聚合物电解质锂蓄电池是指在隔膜、正负极内部电解质以凝胶聚合物电解质的形态出现。两者在组成、性能上有较大差异。3.1.12 半固态锂电池（ half-solid state lithium battery）电池中任一侧电极不含液体电解质，另一侧电极含有液态电解质。或者单体中固体电解质质量或体积占单体中电解质总质量或总体积之比的一半。3.1.13 半液流锂蓄电池（ half-flow rechargeablelithium battery）3电池中任一侧电极参与电化学反应的物质可以流动，另一侧电极不可以流动的锂蓄电池。3.1.14 液流锂蓄电池（ flow rechargeablelithium battery ）电池中两侧电极参与电化学反应的物质都是可以流动的锂蓄电池。3.1.15 软包装锂电池（ pouch lithium cell）采用塑封膜作为外壳的锂电池。3.1.16 阳极（ anode）通常指发生氧化反应的电极。3.1.17 阴极（ cathode）通常指发生还原反应的电极。3.1.18 钝化（ passivation）在锂原电池中，由于负极锂表面与电解液反应而形成的一层保护膜的现象。3.1.19 电压滞后（ voltage delay）在锂原电池中，由于钝化等原因导致电池工作电压不能立即达到所需的工作状态的现象。注在锂蓄电池中，充放电过程中充电电压曲线和放电电压曲线之间存在较大差值的现象，英文中有时称为 voltage hysteresis。3.1.20 激活（ activation）使电池中的电化学活性成分具有产生所需电能之功能的最后步骤。3.2 部件、组件、附件和形状3.2.1 电极片（ plate）由集流体和活性物质、黏结剂、导电剂等构成的电池的电极。注电极片的集流体可以采用金属箔、网等形式。3.2.2 负极片（ negative plate）通常指含有在放电时发生还原反应活性物质的具有高电势的电极片。3.2.3 正极片（ positive plate）通常指含有在放电时发生还原反应活性物质的具有高电势的电极片。43.2.4 极耳（ tab）连接电池内部电极片与端子的金属导体。3.2.5 活性物质（ active material）在电池充放电过程中发生电化学反应以存储或释放电能的物质。3.2.6 隔膜（ separator）由可渗透离子的材料制成的，可防止电池内极性相反的电极片之间接触的电池组件。注混合固液电解质锂蓄电池，全固态锂蓄电池中，隔离正负极的材料也可以认为是隔膜的一种，但一般会称为固体电解质膜，英文为 solid electrolyte membrane。3.2.7 电解质（ electrolyte ）含有可移动离子并具有离子导电性的液体或固体物质。注电解质可以是液体、固体或凝胶体，电解质不能传导电子。3.2.8 电池外壳（ cell case）将电池内部的部件封装并为其提供防止与外部直接接触的保护部件。3.2.9 铝塑封装膜（ laminated aluminum plastic film ）用于软包装锂电池封装的，由塑料、铝箔和黏合剂组成的高强度、高阻隔、耐电解液的多层复合膜材料。3.2.10 电池盖（ cell lid）用于封盖电池外壳的零件，通常带有注液孔、安全阀和端子引出孔等。3.2.11 负极端子（ negative terminal ）便于外电路连接电池负极的导电部件。3.2.12 正极端子（ positive terminal）便于外电路连接电池正极的导电部件。3.2.13 安全阀（ safety valve）为能释放电池中的气体以避免过大的内压而特殊设计的排气阀，具有特有的泄放压力阈值。3.2.14 连接件（ connector）5用于电池电路中各组件间承载电流的导体。注例如用于单体电池之间、电池端子与电池组端子之间或电池组端子与外电路及辅助装置之间电连接的连接件。3.2.15 电池保护板（ protection circuit board）带有对电池起保护作用的集成电路（ IC）的印制电路板（ PCB），一般用于防止电池过充、过放、过流、短路及超高温充放电等。3.2.16 电池管理系统（ battery management system， BMS）连接电池和设备的电子管理系统，主要功能包括电池物理参数实时监测，电池状态估计，在线诊断与预警，充、放电与预充控制，均衡管理和热管理等。3.2.17 方形锂电池（ prismatic lithium cell）各面成直角的平行六面体形状的电池。3.2.18 圆柱形锂电池（ cylindrical lithium cell）总高度等于或大于直径的圆柱形状的电池。3.2.19 扣式锂电池（ coin lithium cell）总高度小于直径的圆柱形状的电池。3.3 特性及运行3.3.1 电化学反应（ electrochemical reaction）伴有电子进出活性物质的转移并且涉及化学组分氧化或还原的化学反应。3.3.2 电极极化（ electrode polarization）有电流流过时的电极电位与无电流流过时的电极电位的差异。3.3.3 结晶极化（ crystallization polarization）由晶体成核作用和生长现象引起的电极极化。3.3.4 活化极化（ activation polarization）由电极反应中电荷传递所引起的电极极化。3.3.5 阳极极化（ anodic polarization）伴随电化学氧化反应的电极极化。3.3.6 阴极极化（ cathodic polarization）6伴随电化学还原反应的电极极化。3.3.7 浓差极化（ concentration polarization； masstransfer polarization）由电极中反应物和产物的浓度梯度而引起的电极极化。3.3.8 欧姆极化（ ohmic polarization）电流通过电极或电解质中的欧姆电阻时引起的电极极化。3.3.9 反应极化（ reaction polarization）由阻碍电极反应的化学反应引起的电极极化。3.3.10 （电池）反极（ polarity reversal； cell reversal）电池电极的极性反向。通常是由串联电池中的一个低容量的电池过放电而造成。3.3.11 副反应（ side reaction； secondaryreaction； parasitic reaction）电池中附加的多余的反应，会导致充电效率降低以及容量、寿命损失或性能下降。3.3.12 放电容量（ dischargecapacity）在规定条件下测得的电池输出的容量值。注放电容量通常用安时（ A·h ）或毫安时（ mA·h ）来表示。3.3.13 额定容量（ rated capacity）在规定条件下测得的并由制造商标明的电池放电容量。3.3.14 剩余容量（ residual capacity）在规定条件下使用（如放电或贮存）后电池中余留的容量。3.3.15 重量比能量（ gravimetric specificenergy）电池的能量与其重量之比。又称为 “ 质量能量密度 ” 。注重量比能量通常用瓦时每千克（ W· h/kg）来表示。3.3.16 体积比能量（ volumetric specific energy）电池的能量与其体积之比。也称为 “ 体积能量密度 ” 。注体积比能量通常用瓦时每升（ W· h/L）来表示。3.3.17 重量比功率（ gravimetric specific power）7电池输出的功率与其重量之比。又称为 “ 功率密度 ” 。注比功率通常用瓦每千克（ W/kg）来表示。3.3.18 体积比功率（ volumetric specific power）电池输出的功率与其体积之比。又称为 “ 体积功率密度 ” 。注体积比功率通常用瓦每升（ W/L）来表示。3.3.19 克容量（ capacity per gram）电池内部活性物质所能释放出的电容量与活性物质的质量之比。注克容量通常用毫安时每克（ mA· h/g）来表示。有时计算克容量也会把导电添加剂、黏接剂等所有非活性物质的质量计算在内。3.3.20 电池活性物质利用率（ utilization rate of active material）电池实际获得的电量与所含有的活性物质的理论电量之比，常用百分数表达。注一般情况下，正、负极活性物质利用率是不一样的。3.3.21 标称电压（ nominal voltage）用以标识电池的适当的电压近似值。3.3.22 直流内阻（ DCinternal resistance）工作条件下电池的电压变化与相应的放电电流变化之比。注直流内阻通常用欧姆（ Ω ）来表示，经常缩写为 DCR。3.3.23 阻抗（ impedance）交流阻抗的简称。指在特定的交流频率下所测得的电池交流阻抗，通常为电池在 1kHz下的交流阻抗。注阻抗通常用欧姆（ Ω ）来表示。3.3.24 充电限制电压（ limited chargevoltage）按制造商规定，电池由恒流充电转入恒压充电时的最大电压值。注英文也经常表示为 cut-off charge voltage。3.3.25 涓流充电（ trickle charge）使电池保持连续、长时间、调控下的小电流充电状态的充电方法。注涓流充电用以补偿自放电效应，使电池保持在近似完全充电的状态。3.3.26 完全充电（ full charge）电池储存的容量达到制造商规定的最大容量时即被认为完全充电。3.3.27 过充电（ overcharge）8完全充电的电池的继续充电。注超过制造商规定的某一极限的充电行为亦为过充电。3.3.28 电动势（ electromotive force）电池正极与负极平衡电势（平衡电位）的差值。注一般英文缩写为 emf，电动势经常称为热力学平衡电位。3.3.29 开路电压（ open-circuit voltage）电池充、放电电流为零时的电压。3.3.30 过电压（ overvoltage）电池电压超出制造商 /供应商额定值或规定条件的一种状态。过电压可能破坏电池的正常功能并 / 或引发危害事故。注当讨论电极时，称为过电势，英文为 overpotential 。3.3.31 放电（ discharge）电池在规定的条件下向外电路输出所产生的电能的过程。3.3.32 放电电压（ dischargevoltage）闭路电压（ closed circuit voltage），电池放电时两个端子间的电压。3.3.33 工作电压（ working voltage）电池在工作电流下放电时两个端子间的电压。3.3.34 放电电流（ dischargecurrent）电池放电时输出的电流。3.3.35 短路电流（ short-circuit current）电池向一个零电阻或将电池电压降低至接近零伏的外电路输出的最大电流。注零电阻是一个假想的条件，实际上短路电流是在一个与电池内阻相比其电阻非常低的电路中流过的最大电流。3.3.36 充 / 放电曲线（ charge/dischargecurve）电池充电 / 放电过程中所记录下来的电压 -时间曲线。3.3.37 放电深度（ depth of discharge， DOD）在电池使用过程中，电池放出的容量占其额定容量的百分比。3.3.38 终止电压（ cut-off voltage）9由制造商规定的放电终止时电池的负载电压。3.3.39 放电倍率 / 充电倍率（ dischargerate/charge rate）放电倍率是放电快慢的一种量度，是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数值上等于电池额定容量的倍数，即 “ 放电电流 /电池额定容量放电倍率 ” ，通常以字母 It 表示。同样，充电倍率是充电快慢的一种量度，即 “ 充电电流 / 电池额定容量充电倍率 ” 。3.3.40 充电效率（ chargeefficiency）电池输出的电量与前次充电时输入的电量的比值。3.3.41 能量效率（ energy efficiency）电池放电时输出的能量与前次充电时输入的能量的比值。3.3.42 参考试验电流（ reference test current）采用 It 表示的电池放电电流， 1ItA1C5A· h/1h。3.3.43 过放电（ over-discharge）当电池完全放电后强制进行的放电。过放电可能破坏电池的正常功能并 /或引发危害事故。3.3.44 自放电（ self discharge）电池的能量未通过放电进入外电路而是以其它方式损失的现象。3.3.45 荷电保持能力（ chargeretention ）电池在规定的温度下搁置规定的时间，在没有再次充电的条件下能够输出的容量与额定容量的比值，常用百分数表示。3.3.46 恢复容量（ recovery capacity）电池在规定的温度下搁置规定的时间，放电后完全充电，并再次放电时能够输出的容量。3.3.47 荷电状态（ state of charge）电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电时容量的比值，常用百分数表示。3.3.48 半充电（ half-charge）电池充电的电量为额定容量的一半。103.3.49 浮充电（ floating charge）电池连续承受长时间、小电流的恒电压充电。3.3.50 循环寿命（ cyclinglife）电池容量连续三次充放电循环低于规定的容量值，则认为电池寿命终止。此时最后一次达到或超过规定容量值的充放电循环次数即为电池的循环寿命。3.4 制造与工艺3.4.1 搅拌（ mixing）通过控制真空度、温度、搅拌速度、加料顺序将阴阳极活性物质、导电剂、黏结剂、溶剂等在一定的时间、温度、压力作用下充分搅拌成均一的及一定颗粒度和黏度要求的混合浆料的过程。3.4.2 涂布（ coating）通过使用涂布设备将流体浆料均匀地涂覆在集流体的表面并烘干成膜，制成电池膜片的过程。3.4.3 冷压（ cold pressing）在结晶温度以下（通常室温），通过控制设备的压辊间隙、辊压速度、压力、张力等将涂布后疏松的极片压到设计的厚度和密度的过程，以制造出可供锂离子流通的孔隙，同时也有提高电池能量密度的作用。3.4.4 极耳成型（ tab forming）通过控制设备的上、下刀模之间的啮合对极片进行剪切，使极片按照设计尺寸要求形成极耳的过程。3.4.5 分条（ slitting ）通过对来料膜片的纵向分切，将来料膜片一分为二，并收卷成一定宽度规格的上、下单卷的过程。3.4.6 卷绕（ winding）通过控制设备的速度、张力、尺寸、偏差等因素，将分条后尺寸相匹配的阴极极片、阳极极片及隔膜卷成裸电池的过程。3.4.7 热压（ hot pressing）通过设置合理的时间、温度、压力对裸电池进行热压整形，控制裸电池厚度，使卷绕后松散的裸电池外形固定，以防止正、负极片相对位移。113.4.8 真空烘烤（ vacuum baking）通过控制设备的升温速率、温度、时间对裸电池去除水分的过程，从而保证电池中的水含量达到设计要求。3.4.9 激光焊接（ laser welding）通过控制激光焊枪的功率、离焦量、速度等参数，发射出高能量密度的连续激光对焊接位置进行熔融焊接，实现密封或固定连接的过程。焊接外观要求光洁，无裂纹、针孔、凹坑等肉眼可见的明显缺陷。3.4.10 气密性测试（ leakagetest）通过负压检测方法或氦气检测方法，检测电池是否存在泄漏的过程。3.4.11 注液（ electrolyte injection）控制液体电解质的量及注入时间，使液体电解质从注液口注入电池的过程。主要目的是形成离子通道，从而保证电池在充放电过程中有足够的锂离子能够在正、负极片间进行迁移，实现可逆循环。3.4.12 化成（ formation ）首次对电池进行充电，激活锂电池的活性物质，并形成稳定的固体电解质界面膜（ SEI膜）的过程。3.4.13 老化（ aging）通过一定的方法使正负极活性物质中的某些活跃成份发生反应而失活，从而使电池整体性能表现更为稳定。3.4.14 分组（ grouping）为了保证电池的一致性，按照电池的容量，对电池进行分组的过程。3.4.15 组件装配（ component assembly）依次将组件或电池置入装配夹具中，通过紧固螺栓或缓慢加压的方式将电池和组件安装在一块，形成模组的初步框架。3.4.16 超声波焊接（ ultrasonic welding）在辅助加压的情况下，通过焊头、焊座将高频振动波传递到两个待焊接的物体，两个待焊接接触面相互摩擦，分子相互扩散而形成分子熔合的焊接方式。3.4.17 母线连接（ busbarconnection）12通过焊接或螺栓紧固的方式，将电池端子或模组极柱以串连或并连方式连接起来。注简称为 bus connection。3.4.18 下线测试（ end of line test）在电池或零部件从生产线下来之前，对电池或零部件的基本性能进行检查测试，以确保电池的质量。3.5 安全3.5.1 毛刺（ burr）在极片边缘存在的尖锐金属杂物，有可能刺穿隔膜，造成电池内部发生短路。3.5.2 锂枝晶（ lithium dendrite ）锂电池在充电过程中锂离子还原时形成的树枝状金属锂。注锂在负极侧出现时锂的形态不一定是锂枝晶，统称为析锂，英文为 lithium plating。3.5.3 内短路（ internal short circuit）锂电池内部存在缺陷，如毛刺、锂枝晶等刺穿隔膜，造成正负极片接触的现象。3.5.4 热失控（ thermal runaway）电池出现的一种临界状态，由热量产生的速率超过其散热能力导致温度连续升高引起，进而导致电池破坏。3.5.5 滥用（ abuse）没有按照制造商 / 供应商或电池化学体系的要求使用电池的行为。可能对人体、环境产生损伤或不良影响，或者对电池性能造成损害。3.5.6 泄漏（ leakage）可见的液体电解质的漏出。3.5.7 泄气（ venting）单体电池或电池组中内部压力增加时，气体通过预先设计好的方式释放出来。3.5.8 破裂（ rupture ）由于内部或外部因素引起单体电池外壳或电池组壳体的机械损伤，导致内部物质暴露或溢出，但没有喷出。3.5.9 起火（ fire ）13单体电池或电池组有可见的火焰。3.5.10 爆炸（ explosion）单体电池外壳或电池组的壳体猛烈破裂成两半或更多片，导致电池主要成分抛射出来的现象。3.5.11 安全（ safety）未发生非预期风险。3.5.12 风险（ risk）潜在发生的损害及其严重性影响的总称。3.5.13 危害等级（ hazardlevel）对人员身体损伤、对财产或对环境破坏的程度