这几年，受国家政策利好的影响，资本的大量涌入，新能源汽车行业蓬勃发展，这也造成新能源汽车行业的专业人才极度缺乏，每家新能源汽车企业都不惜血本招揽行业内的专业人才，同时，也在全国各大高校招聘相关专业的人才进行培养。受高薪资的影响，很多其它行业的工程师、管理人才都想办法转行进入到了新能源汽车行业，一方面，进入这个行业的人才不乏对新能源汽车有极深的研究，同时也有对这个行业一知半解的工程师等。不可否认，大量资本和人才的进入，肯定会带动整个行业的高速发展。
这次的主题是介绍新能源汽车最关键的动力系统，新能源汽车最主要的动力来源就是目前市场上应用最广泛的锂离子电池。对于进入新能源不久的小白，很多人都不明白什么是锂离子电池，锂离子电池结构是怎么样的。因为我是一名锂电池行业的机械设计师，不是工艺工程师，对整个锂电池的剖析和解读没有专业的锂离子工艺工程师了解的透彻，我就从我的角度来介绍一下锂离子电池，有不足的地方，欢迎大家指出！
锂离子电池是指一种以锂离子嵌入化合物为正极材料如钴酸锂，以碳素材料为负极，如石墨，主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作的电池。这里需要提出的是锂电池和锂离子电池两个概念，锂电池大致包括两类，分别是锂金属电池和锂离子电池，所以大家注意不要混淆。而目前在新能源汽车行业中应用最多的，就是锂离子电池，锂离子电池不含有金属态的锂。虽然锂金属电池不管是从其安全性、比容量、自放电率还是性能价格比均优于锂离子电池，但是由于其自身的高技术要求限制，不管是制造成本还是保存、使用的成本都相对高昂，这也就限制了锂金属的发展。图 1-1 为锂离子电池的原理图。
图1-1
在充放电过程中，Li 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌，充电时，Li 从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。在锂离子的嵌入和脱嵌过程中，同时伴随着与锂离子等量电子的嵌入和脱嵌。锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是目前发展的较理想能源载体。
锂离子电池从外部结构来看，可以分为方形、圆柱和聚合物锂电池。当前国外新能源汽车企业比较具有代表性的企业是特斯拉，特斯拉所搭载的电池就是由松下提供的18650圆柱形电池，国内的则是比亚迪，多为方形电池。目前主流的锂离子动力电池，我们通常按正极材料来分类，主要分为磷酸铁锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料和磷酸锰锂。其中以磷酸铁锂和三元材料最具代表性。磷酸铁锂体系的优势在于安全、稳定，三元材料的能量密度较高、续航能力较强。下面我们来介绍一下锂离子电池的正负极材料。
锂离子电池正极：
锂离子电池的正极是由活性物质、导电剂、粘结剂、集流体组成。正极活性物质一般包括氧化钴锂（LiCoO2）、氧化锰锂（LiMn2O4）、磷酸铁锂（LiFePO4） 、三元材料（LiNixCoyMn1-x-yO2），作用是提供锂源，提供能量。目前动力电池主流的正极活性物质材料为磷酸铁锂或三元材料，一般电动大巴等公共交通采用的是磷酸铁锂，小型乘用车采用的是三元材料。
正极导电剂作用是提高导电性，为了能够保证电极有良好的充放电性能，在极片制作时通常加入一定量的导电剂，在活性物质之间与集流体起到收集微电流的作用，作为锂离子电池导电剂材料使用的主要有常规导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维VGCF等，目前碳纳米管和石墨烯均可做成导电浆料，价格比普通炭黑SP贵很多。炭黑是非常成熟的导电剂，价格比较稳定。CNT和石墨烯未来随着规模化效应的提高，其价格下降空间相对较大，未来应用前景较广阔。
正极粘结剂一般采用聚偏氟乙烯（PVDF），作用是将活性物质和导电剂粘结在集流体上保持活性物质间以及和集流体间的粘结作用，同时保证活性物质制浆时的均匀性和安全性。
正极集流体采用铝箔，而在普通材料中，金属材料是导电性最好的材料，而在金属材料里价格便宜、质地轻软、导电性又好的材料就是铝箔。我们知道正极铝箔在整个电池结构中的占比非常的大，现在的正极铝箔的厚度由前几年的16um降低到14um，再到12um，现在的锂电池电池生产厂家已经量产使用10um-8um的铝箔，以降低整个电池的重量。
锂离子电池负极：
锂离子电池的负极包括活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂、集流体。负极活性物质采用石墨，包括天然改性石墨、人造石墨、中间相碳微球等，主要作用是接收锂源，储存能量。
负极导电剂的作用同样是作用是提高导电性，保证电极有良好的充放电性能，一般使用导电碳黑、导电石墨、碳纤维等。
负极粘结剂一般使用丁苯橡胶（SBR），作用也是将活性物质和导电剂粘结在集流体上保持活性物质间以及和集流体间的粘结作用，同时保证活性物质制浆时的均匀性和安全性。
负极增稠剂一般使用羧甲基纤维素钠（CMC），起到石墨颗粒与 SBR 间的桥接作用，并增稠浆料黏度，提高浆料的稳定性。
负极集流体采用铜箔。而负极用铜箔，由于本身铜箔柔韧性较好，其厚度由之前12um降低到10um，再到8um，到目前有很大部分电池厂家量产用6um，以及部分厂家正在开发的5um/4um都是有可能使用的。
如下图分别为方形锂离子电池，圆柱锂离子形，聚合物锂离子电池的结构示意图。
方形锂离子电池
圆柱形锂离子电池
聚合物锂离子电池
下表为锂离子电池结构和材料组成。
电池结构 材料
正极 正极活性物质、导电剂、粘接剂、集流体
负极 负极活性物质、导电剂、粘接剂、增稠剂、集流体
隔膜 PE、PP PE、PE 陶瓷
电解液 碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯等
电池外壳 铝壳/钢壳/铝塑膜、盖板、正负极耳、绝缘体
以上为本次主题锂离子电池概述的全部内容！
下次主题则针对锂离子电池制造工序进行简易介绍！
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