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工作原理 主要结构 电池种类 主要优点 应用前景 未来研究方向 正极反应: LiCoO2→Li1-xCoO2+xLi++xe- 负极反应: 6C+xLi++xe-→LixC6 总反应: 6C+LiCoO2→Li1-xCoO2+LixC6 负极材料 大多数锂离子电池均采用碳材料作为负极。 除碳负极材料外，还有锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料 、是合金类负极材料 、纳米级负极材料等。 电解液 有机溶剂： 乙烯碳酸酯（EC） 丙烯碳酸酯（PC） 碳酸二甲酯（DMC） 碳酸二乙酯（DEC） 电解质（锂盐）： LiPF6 常用 LiClO4 不安全 LiAsF6 有毒 LiBF4 电导率低 SEI膜 在锂离子电池首次充放电过程中，电极材料会与电解液发生反应，在电极材料表面形成一层钝化膜，称为固体电解质界面膜(solid electrolyte interface)，简称SEI膜。 电池种类 1.锂－二氧化锰电池（Li—MnO2） 3.锂离子电池(Li--ion) 　　可充电锂离子电池是目前手机、笔记本电脑等现代数码产品中应用最广泛的电池，但不可过充、过放(会损坏电池或使之报废)。 因此，在电池上有保护元器件或保护电路以防止昂贵的电池损坏。 新发展 根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池两大类。聚合物锂离子电池所用的正负极材料与液态锂离子是相同的，工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同, 液态锂离子电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态”的,也可以是“胶态”的,目前大部分采用聚合物胶体电解质。 聚合物锂离子电池 （1）固体聚合物电解质锂离子电池 （2）凝胶聚合物电解质锂离子电池 （3）聚合物正极材料的锂离子电池 由于用固体电解质代替了液体电解质,与液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而可以提高整个电池的比容量；聚合物锂离子电池还可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50％以上。 动力锂离子电池 严格来说，动力锂离子电池是指容量在3Ah以上的锂离子电池，目前则泛指能够通过放电给设备、器械、模型、车辆等驱动的锂离子电池。 动力锂离子电池分高容量和高功率两种类型。高容量电池可用于电动工具、自行车、滑板车、矿灯、医疗器械等；高功率电池主要用于混合动力汽车及其它需要大电流充放电的场合。 根据内部材料的不同，动力锂离子电池相应地分为液态动力锂离子电池和聚合物锂离子动力电池两种，统称为动力锂离子电池。 高性能锂离子电池 为了突破传统锂电池的储电瓶颈，研制一种能在很小的储电单元内储存更多电力的全新铁碳储电材料很有必要。但是此前这种材料的明显缺点是充电周期不稳定，在电池多次充放电后储电能力明显下降。 为此，一种新的合成方法应运而生。用几种原始材料与一种锂盐混合并加热，生成一种带有含碳纳米管的全新纳米结构材料，这种方法在纳米尺度材料上一举创建了储电单元和导电电路。 * 锂离子电池 The Magic Batteries 目 录 工作原理 锂离子电池是指以锂离子嵌入化合物为正极材料电池的总称。 以碳素材料为负极，含锂的化合物为正极。 锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。 以LiCoO2为正极材料的锂离子电池 主要结构 正极材料：锂化合物LiXCoO2、LiXNiO2 、LiFePO4或LiXMnO2 负极材料：锂-碳层间化合物LiXC6 电解质溶液：溶解有锂盐LiPF6 、 LiAsF6等有机溶液 SEI膜：只允许锂离子通过，其它溶剂分子不能通过 正极材料的要求 1. 具有较高的氧化还原电位，使 电池输出电压高 2. 可利用活性物质高，容量高 3. 充放电过程中，结构稳定 4. 氧化还原电位变化小 5. 化学稳定性