大容量叠层锂离子充电电池（高功率型）的开发
锂离子充电电池的应用最近在高电流要求领域不断扩展，因为这些设备开始用于电动工具，例如冲击起子和锤钻。 NEC TOKIN 利用其在大容量电池商业化过程中获得的材料技术和相关技术的专业知识，新开发并商业化了 3Ah 级高功率、大容量锂离子充电电池。新开发的高功率、大容量锂离子充电电池“IML126070”能够连续30A放电和13分钟快速放电（充电90%）； 1）使用在电动助力自行车开发中经过验证的电极材料；2) 审查电极规格，以提供与大电流放电和快速充电的兼容性； 3）改进和优化集流体结构，以提供与大电流和更高能级的兼容性。
NEC 技术期刊中提及的任何技术本身并不意味着该技术实际用于 NEC 的任何产品中，除非明确说明。过去 NEC 技术期刊中引用的产品可能不再销售或供货，因此请检查其他引用或联系方式以了解当前的可用性。
一、简介
锂离子充电电池广泛用于移动设备，例如移动电话和数码相机，因为其单位重量或体积的容量比镍镉和镍氢电池大，有利于减小设备的整体尺寸和重量。此外，它不含镉、铅、汞等环境污染物质，作为环保型电池也受到公众的关注。在 NEC TOKIN，我们认识到其稳定的晶体结构，并意识到锰的丰富性。因此，我们能够将世界上第一个锰锂充电电池商业化。我们目前向市场提供各种产品，包括矩形电池和高容量叠层电池1-4)根据应用要求使用。
锂离子充电电池最近开始用于电动工具和其他高电流和移动设备。
鉴于这些市场趋势，我们新开发并商业化了“ILM126070”，这是一种3Ah级高功率、大容量锂离子充电电池。这是通过利用我们在大容量电池的商业化过程中培育的材料技术和相关技术的领先地位而实现的。在本文中，我们将描述和介绍新型 IML126070。
2、产品特点
新开发的 IML126070 采用锰酸锂制成的阳极（已在商业上证明可用于电动辅助自行车的高容量层压电池）和石墨制成的阴极。改进和优化了电极规格和集电器布置，以应对高电流输出。以下部分描述了详细信息。
2.1 设计与形式
表1显示了IML126070的设计、重量和其他特性，例如120Wh/kg的高重量/能量比，照片1显示了外观图。外观最显着的特点是外壳采用铝基层压薄膜，以实现尺寸减小。在该产品的开发过程中，我们重点关注通过改进集电器的布置来实现大电流放电，集电器从电池内部以及输出端子收集电流。
表 1 IML126070 的特性。
照片1 IML126070的外观图。2.2 电池配置
图 1显示了 IML126070 的主要配置。通过按照切成矩形形状的阴极（石墨材料）、隔膜和阳极（锰酸锂材料）的顺序堆叠元件来制造层状形式。然后我们将其放入层压容器中，注入电解质溶液并将其密封。该制造方法与NEC TOKIN之前的大容量层压型电池相同。 IML126070能够使用大量电极端子，因此适合高电流放电5)。
ILM126070还具有以下改进和优化功能，以满足市场对电流增加和尺寸减小的要求。
(1)
电极经过全新设计，层状元件的数量经过优化，可实现高电流。(2)
输出端子的设计和材料发生了变化，以应对 30A 的连续放电电流。这一改进使得即使在大电流连续放电的情况下也具有发热量低的特点。(3)
为了在不影响大电流放电特性的情况下减小尺寸，对电池内部的集电器布置进行了审查。(4)
电极分层方法采用已经在量产产品中得到验证的传统方法，以确保高水平的安全性和可靠性。
2.3 电池特性
如图2所示，IML126070可用于以可变放电速率和2.7安培小时的放电容量进行27A(10C)连续放电。放电容量是在20℃环境下以2.7A恒流充电至4.2V，然后以恒压充电，总共充电2.5小时而获得的值（此过程将在下文中介绍）称为额定充电）并以恒定电流放电。
内部阻抗为 5mΩ（在 1kHz AC 下测量），可实现高电流放电。图3表示实际直流充放电时得到的内阻（10秒值）。它的电阻为 11mΩ（充电 50% 时），因此 100A 的高电流可以放电长达 10 秒。
The internal resistance was calculated by adjusting the battery to the target charged status, discharging or charging it for 10 seconds at a constant current by varying the current value at 2 or more points and then measuring the voltage and current values 10 seconds later. These values provide the relationship between the voltage and current, and its inclination corresponds to the internal resistance value6).
For the charge characteristic, 5C(coulomb) charging is possible as shown in Fig. 4, and a quick charge to 90% is possible in 13 minutes. This charge characteristic has been achieved by improving the electrode specifications.
图5显示了13.5A（5C）充电/放电循环的结果。结果表明，1000次循环后容量保持率为70%，并且没有由于高倍率充电/放电而导致的明显劣化，这证明了可靠性。这些结果证实快速充电不会造成任何实际问题。
如图6所示，保存特性也与现有的大容量叠层电池相同，处于实用水平。图7显示，由于使用电解液，IML126070尽管具有高充电/放电速率，但仍能实现高低温特性。
IML126070 的高可靠性还得益于其低固有发热，这要归功于低阻抗运行以实现高电流兼容性。
3. 电池应用
使用四个 IML126070 单元制造电动工具电池组件，并评估其特性，如表 2所示。表中所示的特性是由四个 IML126070 单元串联堆叠并组装而成的值，未考虑保护电路和器件（照片 2）。
表2 电动工具电池组件的特性。
在电池组件的制作方面，我们改进了传统的电池串联结构，加大了外部端子连接部分的焊接面积，减少了电流路径。该策略实现了节省空间、兼容大电流放电且低阻抗的电池组件。
4. 结论
上文中，我们概述了新开发的大容量层压锂离子充电电池IML126070的特性。由于大容量、高功率应用市场对锂离子充电电池的高可靠性和优异特性寄予厚望，未来该电池市场必将大幅增长。
在NEC TOKIN，我们正在推进用于电动助力自行车的备用电源和大型电池的开发，以便我们可以推出更多具有更大容量、更高电流放电能力以及更高可靠性的新产品。
在结束本文时，我们谨向所有关心或协助当前发展的人们表示感谢。
大容量叠层锂离子充电电池（高功率型）的开发
锂离子充电电池的应用最近在高电流要求领域不断扩展，因为这些设备开始用于电动工具，例如冲击起子和锤钻。 NEC TOKIN 利用其在大容量电池商业化过程中获得的材料技术和相关技术的专业知识，新开发并商业化了 3Ah 级高功率、大容量锂离子充电电池。新开发的高功率、大容量锂离子充电电池“IML126070”能够连续30A放电和13分钟快速放电（充电90%）； 1）使用在电动助力自行车开发中经过验证的电极材料；2) 审查电极规格，以提供与大电流放电和快速充电的兼容性； 3）改进和优化集流体结构，以提供与大电流和更高能级的兼容性。
NEC 技术期刊中提及的任何技术本身并不意味着该技术实际用于 NEC 的任何产品中，除非明确说明。过去 NEC 技术期刊中引用的产品可能不再销售或供货，因此请检查其他引用或联系方式以了解当前的可用性。
一、简介
锂离子充电电池广泛用于移动设备，例如移动电话和数码相机，因为其单位重量或体积的容量比镍镉和镍氢电池大，有利于减小设备的整体尺寸和重量。此外，它不含镉、铅、汞等环境污染物质，作为环保型电池也受到公众的关注。在 NEC TOKIN，我们认识到其稳定的晶体结构，并意识到锰的丰富性。因此，我们能够将世界上第一个锰锂充电电池商业化。我们目前向市场提供各种产品，包括矩形电池和高容量叠层电池1-4)根据应用要求使用。
锂离子充电电池最近开始用于电动工具和其他高电流和移动设备。
鉴于这些市场趋势，我们新开发并商业化了“ILM126070”，这是一种3Ah级高功率、大容量锂离子充电电池。这是通过利用我们在大容量电池的商业化过程中培育的材料技术和相关技术的领先地位而实现的。在本文中，我们将描述和介绍新型 IML126070。
2、产品特点
新开发的 IML126070 采用锰酸锂制成的阳极（已在商业上证明可用于电动辅助自行车的高容量层压电池）和石墨制成的阴极。改进和优化了电极规格和集电器布置，以应对高电流输出。以下部分描述了详细信息。
2.1 设计与形式
表1显示了IML126070的设计、重量和其他特性，例如120Wh/kg的高重量/能量比，照片1显示了外观图。外观最显着的特点是外壳采用铝基层压薄膜，以实现尺寸减小。在该产品的开发过程中，我们重点关注通过改进集电器的布置来实现大电流放电，集电器从电池内部以及输出端子收集电流。
表 1 IML126070 的特性。
照片1 IML126070的外观图。2.2 电池配置
图 1显示了 IML126070 的主要配置。通过按照切成矩形形状的阴极（石墨材料）、隔膜和阳极（锰酸锂材料）的顺序堆叠元件来制造层状形式。然后我们将其放入层压容器中，注入电解质溶液并将其密封。该制造方法与NEC TOKIN之前的大容量层压型电池相同。 IML126070能够使用大量电极端子，因此适合高电流放电5)。
ILM126070还具有以下改进和优化功能，以满足市场对电流增加和尺寸减小的要求。
(1)
电极经过全新设计，层状元件的数量经过优化，可实现高电流。(2)
输出端子的设计和材料发生了变化，以应对 30A 的连续放电电流。这一改进使得即使在大电流连续放电的情况下也具有发热量低的特点。(3)
为了在不影响大电流放电特性的情况下减小尺寸，对电池内部的集电器布置进行了审查。(4)
电极分层方法采用已经在量产产品中得到验证的传统方法，以确保高水平的安全性和可靠性。
2.3 电池特性
如图2所示，IML126070可用于以可变放电速率和2.7安培小时的放电容量进行27A(10C)连续放电。放电容量是在20℃环境下以2.7A恒流充电至4.2V，然后以恒压充电，总共充电2.5小时而获得的值（此过程将在下文中介绍）称为额定充电）并以恒定电流放电。
内部阻抗为 5mΩ（在 1kHz AC 下测量），可实现高电流放电。图3表示实际直流充放电时得到的内阻（10秒值）。它的电阻为 11mΩ（充电 50% 时），因此 100A 的高电流可以放电长达 10 秒。
The internal resistance was calculated by adjusting the battery to the target charged status, discharging or charging it for 10 seconds at a constant current by varying the current value at 2 or more points and then measuring the voltage and current values 10 seconds later. These values provide the relationship between the voltage and current, and its inclination corresponds to the internal resistance value6).
For the charge characteristic, 5C(coulomb) charging is possible as shown in Fig. 4, and a quick charge to 90% is possible in 13 minutes. This charge characteristic has been achieved by improving the electrode specifications.
图5显示了13.5A（5C）充电/放电循环的结果。结果表明，1000次循环后容量保持率为70%，并且没有由于高倍率充电/放电而导致的明显劣化，这证明了可靠性。这些结果证实快速充电不会造成任何实际问题。
如图6所示，保存特性也与现有的大容量叠层电池相同，处于实用水平。图7显示，由于使用电解液，IML126070尽管具有高充电/放电速率，但仍能实现高低温特性。
IML126070 的高可靠性还得益于其低固有发热，这要归功于低阻抗运行以实现高电流兼容性。
3. 电池应用
使用四个 IML126070 单元制造电动工具电池组件，并评估其特性，如表 2所示。表中所示的特性是由四个 IML126070 单元串联堆叠并组装而成的值，未考虑保护电路和器件（照片 2）。
表2 电动工具电池组件的特性。
在电池组件的制作方面，我们改进了传统的电池串联结构，加大了外部端子连接部分的焊接面积，减少了电流路径。该策略实现了节省空间、兼容大电流放电且低阻抗的电池组件。
4. 结论
上文中，我们概述了新开发的大容量层压锂离子充电电池IML126070的特性。由于大容量、高功率应用市场对锂离子充电电池的高可靠性和优异特性寄予厚望，未来该电池市场必将大幅增长。
在NEC TOKIN，我们正在推进用于电动助力自行车的备用电源和大型电池的开发，以便我们可以推出更多具有更大容量、更高电流放电能力以及更高可靠性的新产品。
在结束本文时，我们谨向所有关心或协助当前发展的人们表示感谢。
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