锂离子电池常用正极材料

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锂离子电池常用正极材料　　锂离子电池正极材料的结构与性能　　摘要：本文介绍了几种锂离子电池正极材料的结构及其与电化学性能的关系，简述了它们的发展现状与存在的问题，并提出采用复合石墨烯、进行稀有金属元素的掺杂等办法对材料进行优化，提高其电化学性能。　　Abstract:ThestructureofseveralLithiumionbatterycathodematerialsandtheelectroch

2、emistryaredescribedinthispaper.Weshowtheproblemswiththesematerialsandthedevelopments.Moreover,somesuggeststoimprovetheelectrochemistryperformancebycoatingwithcarbonorgraphiteanddopingwithrareearthmetalsaregiven.　　关键词：锂离子电池；正极材料；结构；电化学性能　　Keywords:lithiumionba

3、ttery;cathodematerials,structure;electrochemistry　　1引言目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　随着世界人口的不断增长，不可再生能源如石油、煤炭的日渐枯竭，以及便携式电子设备的普及应用，绿色、高效的能量存储的需求越来越大。电池在改变储能方式中扮演了重要的角色，尤其

4、是电池可以储存可再生能源，如风能和太阳能。[1]　　电池作为化学电源，通过氧化还原反应实现化学能和电能之间的相互转化，从而达到存储能量的目的。电池在概念本质上简单，但是它们的开发取得的进展较慢，它们甚至经常成为电子设备中最重的、最昂贵、最不环保的一部分，这是由于缺少合适的电极材料和电解质。锂离子电池同样面临这个问题，正负极材料是决定其性能的重要因素，制约锂离子电池的发展成分中，正极材料所占的比重最高。[2]因此锂离子电池的正材料的研究尤为关键。　　2锂离子电池的结构及其工作原理　　锂离子电池主要由正极、隔膜、负极

5、、电解液四部分组成，锂离子经过电解液在正负极之间脱出或嵌入，从而达到充放电目的。充电时，Li+从正极材料中脱出，经过电解液穿过隔膜的孔到达负极嵌入石墨层中，同时正极材料过度金属元素发生氧化反应电子通过外电路到达负极与Li+结合，此时正极处于高电位的贫锂状态，负极处于低电位的富锂状态。反之，电池放电时，Li+从负极脱出，经过电解液和隔膜回到、嵌入正极晶格中，电子通过外电路到达正极发生还原反应。以LiCoO2为正极材料，石墨C层为负极为例，锂离子工作原理如下:　　图1锂离子电池工作原理示意图[3]目的-通过该培训员工

6、可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　其反应式为：　　正极：LiCoO2　　充电Li1-xCoO2+xLi++xe-放电充电　　负极：xLi++6C+xe　　放电CLix　　充电　　电化学表达式为：LiCoO2+C放电Li1-xCoO2+CLix　　从锂离子电池的工作原理中我们不难分析，对正极材料的结构有几个要求：[4]化学物中心金

7、属离子具有较高的氧化还原电势，保证电池有较高的输出电压；单位质量的材料能可逆的插/脱嵌尽量多的离子；在离子插/脱嵌过程中材料的结构和体积稳定，以保证电池有良好的可逆循环性能；材料具有较高的电子传导率和离子传导率，以便减少电池极化、获得较好的倍率性能。此外还应具备高的热稳定性及与电解液良好的兼容性，合成方便、成本低、便于大规模生产，合成材料的原料廉价易获得、无污染的特点。　　3几种常见的锂离子电池正极材料的发展及其结构特点　　正极材料　　1980年，Goodenough课题组首次提出用LiCoO2作为锂离子电池的正

8、极材料，[5]1991目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　年Sony公司率先推出以LiCoO2为正极材料的商品化锂离子电池。LiCoO2正极材料在电压稳定性、可逆性、热