锂电池的研究

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1、锂电池基本知识介绍概述锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池來自于伟大的发明家爱迪生，使用以下反应：Li+MnO2=LiMnO2该反应为氧化还原反应,放电。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金屈的加工、保存、使用，对环境要求非常髙。所以，锂电池长期没有得到应用。现在锂电池已经成为了主流。锂电池材料锂电池负极材料即为锂电池负极使用的材料，锂电池负极材料大体分为以下几种：第一种是碳负极材料：目前己经实际用于锂离/电池的负极材料基本上都是碳素材料,如人工石墨、天然石墨、中I'

2、可相碳微球、石油焦、碳纤维、热解树脂碳等。第二种是锡基负极材料：锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料第三种是合金类负极材料：包括锡基合金、硅基合金、错基合金、铝基合金、彿基合金、镁基合金和其它合金第四种是纳米级负极材料：纳米碳管、纳米合金材料。第六种纳米材料是纳米氧化物材料：目前合肥翔正化学科技有限公司根据2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向，诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里

3、面，极大的提高锂电池的冲放电量和冲放电次数。锂电池的特点1、具有更高的能量重量比、能量体积比；2、电压高，单节锂电池电压为3.6V,约等于3只银镉或银氢充电电池的串联电压；3、口放电小可长时间存放,这是该电池最突出的优越性；4、锂电池安全性能较差；比能量指的是单位重量或单位体积的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。Wh是能量的单位，W是瓦、h是小时；kg是千克（重量单位），L是升（体积单位）。锂电池的结构锂电池通常有两种外型：圆柱型和长方型。电池内部釆用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离

4、材料在正、负极间间隔而成。正极包括由锂和二氫化筮组成的锂离子收集极及由铝薄膜组成的电流收集极。负极由片状碳材料组成的锂离子收集极和铜薄膜组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和PTC元件，以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。单节锂电池的电压为3.6V,容量也不可能无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。锂电池的应用随着二十世纪微电子技术的发展，小型化的设备口益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。最早得以应用于心脏起搏器

5、中。由于锂电池的自放电率极低，放电电压平缓。使得起搏器植入人体长期使用成为可能。锂电池一般有高于3.0伏的标称电压，更适合作集成电路电源。二氧化镒电池，就广泛用于计算机，计算器，照相机、手表中。现在，锂电池大量应用在手机上，可以说是最大的应用群体。锂电池的研究为了开发出性能更优异的品种，人们对各种材料进行了研究。从而制造岀前所未有的产品。比如，锂二氧化硫电池和锂亚硫酰氯电池就非常有特点。它们的正极活性物质同时也是电解液的溶剂。这种结构只有在非水溶液的电化学体系才会出现。所以，锂电池的研究,也促进了非水体系电化学理论

6、的发展。除了使用各种非水溶剂外，人们述进行了聚合物薄膜电池的研究。锂离子电池的作用锂离子电池目前由液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)两类。其中，液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物LiCo02或LiMn2O4,负极采用锂■碳层间化合物。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、白放电小、循环寿命长，是21世纪发展的理想能源。1992年Sony成功开发锂离子电池。它的实用化，使人们的移动电话、笔记本电脑等便携式电子设备重量和体积大大减小

7、。使用时间大大延长。由于锂离子电池中不含有重金属镉，与银镉电池相比,大大减少了对环境的污染。锂离子电池发展史锂电池和锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池。这种电池的负极是金属锂，正极用MnO2,SOCL2,(CFx)n等。70年代进入实用化。因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命氏等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中，如移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池。锂离子电池发展前景锂离子电池以其特有的性能优势己在便携式电器如壬担型、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。目前开发的

8、大容量锂离子电池己在电动汽车中开始试用,预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。随着能源的紧缺和世界的环保方面的压力。锂电现在被广泛应用于电动车行业，特别是磁酸铁鏗材料电池的出现，更推动了锂电池产业的发展和应用。电池的基本性能(1)电池的开路电压(2)电池的内阻(1)电池的工作电压(2)充电电压充电电压是指二