锂离子电池的相关介绍 10版

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1、锂离子电池是以嵌锂化合物作为正、负极材料的电池。探索新型锂离子电池电极材料以及对其进行改进，可以扩大锂离子的电池的应用领域。锂离子电池的相关介绍目录锂离子电池的相关介绍1锂离子电池发展史1锂离子电池的组成成分及工作原理11．锂离子电池正极材料22．锂离子电池负极材料43．电解质材料64．隔膜7锂离子电池在车用电池方面的应用7展望8参考文献9锂离子电池的相关介绍摘要：锂离子电池是以嵌锂化合物作为正、负极材料的电池。探索新型锂离子电池电极材料以及对其进行改进，可以扩大锂离子电池的应用领域。关键词：锂离子电池

2、；电极材料；车用锂离子电池锂离子电池发展史20世纪70年代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成首个锂电池。1982年伊利诺伊理工大学(theIllinoisInstituteofTechnology)的R.R.Agarwal和J.R.Selman发现锂离子具有嵌入石墨的特性，此过程是快速并且可逆的。但与此同时，采用金属锂制成的锂电池，其安全问题也备受关注，因此人们尝试利用锂离子嵌入石墨的特性制作充电电池。首个可用的锂离子石墨电极由贝尔实验室试制成功。19

3、83年M.Thackeray、J.Goodenough等人发现锰尖晶石是优良的正极材料，具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能。其分解温度高，且氧化性远低于钴酸锂，即使出现短路、过充电，也能够避免了燃烧、爆炸的危险。1989年，A.Manthiram和J.Goodenough发现采用聚合阴离子的正极将产生更高的电压。1991年日本索尼公司开发出了C/LiCoO2锂离子二次电池系列产品。从此对锂离子电池的研究与开发成为了世界的热点。锂离子电池革新了消费电子产品的面貌。此类以钴酸锂作为正极材料的电池，至今仍是

4、便携电子器件的主要电源。目前，我国市场上锂离子电池种类繁多，但90%以上均为液态锂离子电池。新型的聚合物锂离子电池和全固态锂离子电池因技术尚不成熟，生产厂家很少。锂离子电池除了按电解液分为上述液态锂离子电池，聚合物锂离子电池和全固态锂离子外，按电池容量还可分为小型锂离子电池和大型锂离子电池。我们常见的手机电池属于前者，而大型锂离子电池，也称为动力电池则广泛应用于电动工具，电动自行车和电动汽车，而且市场前景相当广阔。锂离子电池的组成成分及工作原理锂离子电池是以嵌锂化合物作为正、负极材料的电池。嵌锂化合物多

5、为层状或框架结构，充放电过程中锂离子可在其层间可逆的嵌入与脱出而不改变其结构。与其他种类电池相比，锂离子电池具有开路电压高、循环寿命长、能量密度高、自放电低、无记忆效应、对环境友好等优点。简单的讲，锂离子电池的组成主要包括正极、负极、电解质与隔膜4个部分。正极材料通常是一种嵌入化合物(intercalationcompound)，在外界电场作用下化合物中的锂可在晶体中可逆脱出和嵌入;负极材料一般是层状结构的碳材料;常见电解质为溶解有可溶锂盐(如LiPF6)的有机碳酸酯溶液。电池的充放电过程就是Li+在正

6、负电极材料之间可逆地嵌入与脱嵌的过程。在充电时正极材料中的Li+脱离正极，进入电解液，通过隔膜向负极方向迁移，在9负极上捕获电子被还原，并存贮在具有层状结构的石墨中;放电时，负极中的锂会失去电子而成为Li+，进入电解液，穿过隔膜向正极方向迁移，并存贮在正极材料中。由于充放电过程中锂离子是在正负极之间来回迁移，所以锂离子电池早期也被称为“摇椅电池”(rockingchairbattery)。1．锂离子电池正极材料【1】理想的锂离子电池正极材料应具有以下品质:电位高、比容量高、密度大(包括振实密度，压实密度

7、)、安全性好、低温性能好、倍率性能佳和长寿命等。正极材料中LiCoO2是目前应用最为广泛的锂离子电池正极材料，1991年SONY公司率先推出的第一种商品锂离子电池正极材料就是LiCoO2。由于其在电压稳定性、可逆性、充放电效率等方面具有优良性能，再加上全球手机、数码产品、电动玩具等市场迅速发展，LiCoO2一直保持着强劲的发展势头。但由于原料Co成本很高，LiCoO2比容量较低(138mAh/g)，且对环境有一定的污染，使得其必然会被新型的正极材料所取代。LiMn2O4具有价格低廉和安全性好等优点，但由

8、于Mn3+存在Jahn-Teller畸变效应，且Mn2+会溶于电解液等因素，使得其循环性能差，容量衰减严重，限制了应用。LiFePO4与Li3V2(PO4)3是近年来最得到人们广泛关注的两种锂离子电池正极材料，LiFePO4主要特点是原料成本低，安全性高，无污染，循环寿命长。而Li3V2(PO4)3主要特点是比容量高，电位高。此外还有LiNi0.5Mn1.5O4材料，其主要特点是电位高(4.7VvsLi)，能量密度高。1.1LiFePO41