二次电池材料.pptVIP

聚合物锂离子电池的分类 聚合物锂 离子电池 固体聚合物电解 质锂离子电池 凝胶聚合物电解 质锂离子电池 聚合物正极材料 的锂离子电池 2.5.2 锂离子聚合物电池的特点 由于电解质膜是固态的，不存在漏液问题，在电池设计上自由度较大，可根据需要实施串联、并联或采用双极结构 （1）先进的充电技术； （2）塑型灵活性； （3）高能量密度（3倍于Ni-MH电池）； （4）电化学稳定窗口宽，可达5V； （5）安全可靠； （6）长循环寿命，容量损失少； （7）体积利用率高； （8）广泛的应用领域 2.5.3 聚合物电解质锂离子电池性能指标 工作电压 3.8V 比能量 130Wh/Kg 能量密度 246Wh/L 循环寿命 300 自放电 0.1%/月 工作温度 253-328K 充电速度 1h达到80%容量 3h达到100%容量 环境因素 无毒 全球聚合物锂离子电池的产量情况 2.5.4 锂离子聚合物电池所用的正负极材料 负极 正极 石墨 LiCr0.02Mn1.98O4 天然石墨 LiC6O2 Li4Ti5O12 增塑石墨 LiNiO2 LiMn2O4 碳 Li1.05Mn2O4 LiMnO4 嵌锂碳 嵌锂金属氧化物 嵌锂石墨（LixC6） LiXMn2O4 LiMn2O4 Li1-xMn2O4 LiNiO2 LiCoO2 2.5.5 聚合物锂离子电池与其它可充电池的性能比较 技术参数 Ni/Cd电池 Ni/MH电池 锂离子电池（LIB） 聚合物锂离子电池（LIP） 工作电压/V 1.2 1.2 3.6 3.7 质量比能量/Wh.Kg-1 50 65 100－160 120－170 体积比能量/Wh.L-1 150 200 270－360 300－460 充放寿命/次 500 500 1000 1000 自放电率/%.月-1 25－30 30－35 6－9 3 充电速率 1C 1C 1C 0.5－1C 目前的锂离子聚合物电池的比能量达到150Wh/Kg，如正极材料中让部分Co用Ni取代，可望将比能量值提高到200Wh/Kg。 从价格因素考虑，倾向于用锂锰氧代替锂镍或锂钴氧 （1）尖晶石型氧化锰在4.2V下稳定，因而可比Co-Ni氧化物正极电池承受更高的电压，从而省去了复杂的电压控制措施，节约了费用； （2）锰资源储量丰富，价格低廉，且低毒易回收 2.5.6聚合物电解质 固体聚合 物电解质 离子迁移的通道 正负极材料间的隔膜 （1）固体聚合物电解质 特点 固体聚合物电解质不仅具有高分子材料的柔顺性、良好的成膜性、粘弹性、稳定性、质量轻、成本低等优点,而且具有半导体或导体的性质,从而成为一种极具应用前景的材料。 导 电 原 理 电子的定向移动，比如金属 离子的定向移动，比如溶液 电子和离子均定向移动 导电机制 将电解质盐溶解在聚合物中可得固体聚合物电解质但是一般的聚合物如聚乙烯中溶解电解质盐并没有离子导电性。通常而言，固体聚合物电解质的导电机制是首先迁移离子如锂离子等与聚合物链上的极性基团如氧、氮等原子配位。在电场作用下，随着聚合物高弹区中分子链段的热运动。迁移离子与极性基团不断发生配位与解配位的过程。从而实现离子的迁移。 当LiClO4等电解质盐溶解于聚合物聚氧乙烯(PEO)中，PEO中的氧原子作为配位原子与锂离子形成网状配合物，锂离子在氧原子形成的笼状网络中移动，从而具有一定的离子导电性。 PEO PEO 1973年，Wright等首次发现了聚氧化乙烯(PEO)与碱金属盐络合物具有离子导电性,使固体电解质的研究进入了一个崭新的阶段。 1979年，Armand等报道PEO的碱金