新能源材料复习资料-13材化
- 新能源材料复习
一、名词解释1、二次电池2、薄膜太阳能电池3、燃料电池4、核能5、新能源6、储能技术7、热核反应8、碱性蓄电池9、新能源材料10、生物质能11、地热能二、基本知识1、可再生能源包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能和水能等.2、相变储能材料的热物性主要包括: 热导率、比热容、热膨胀系数、相变潜热、相变温度。
3、锂离子电池正极材料氧化物类主要有：钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）、锰酸锂（LiMn2O4)、钒酸锂（Li3V2O5）、三元氧化物材料等。
4、锂离子电池负极材料主要有：中间相微珠碳(MCMB）、石墨化碳、碳纤维、碳纳米管、金属合金、硅基材料等。
5、硅是目前太阳能电池的主要材料之一,按照其微观结构的不同，用于太阳能电池的硅分为单晶硅、多晶硅和非晶硅.6、黄铜矿基太阳能电池材料主要有：CuInSe2、CuGaSe2、Cu（In，Ga)Se2、CuInS2等。
7、核能利用是人类高效率利用核能,使核燃料在受控条件下发生核反应,按照反应方式可分为：核裂变与核聚变。
8、氢能是对环境无害的绿色能源，获取氢的原料是水，资源丰富，氢使用后产物是纯水或水蒸汽，故此氢是完全可再生的燃料。
氢能源系统的技术关键是氢的制造、储存、运输和利用技术.9、质子交换膜燃料电池（PEMFC)的双极板材料大致可分为碳（石墨）材料、金属材料和复合材料。
10、透明导电薄膜玻璃是在玻璃基底上通过物理或者化学方法制作的透明导电氧化物薄膜，主要包括In2O3, SnO2，ZnO, CdO氧化物及其复合多元氧化物薄膜材料,例如In2O3:Sn(ITO), ZnO:In(IZO）, ZnO：Ga(GZO），ZnO：Al（AZO).11、镍氢电池的正极材料—球形Ni(OH)2的制备方法主要有三种:化学沉淀结晶法；镍粉高压催化氧化法；金属镍电解沉淀法.12、镍氢电池的负极材料—储氢合金按照组成配比（或晶型）可以分为AB5、AB2、AB、A2B型四种.13、碱性电池的种类：铁镍电池；镉镍电池;镍氢电池；锌银电池。
大学 材料化学 复习要点
材1.晶体：晶体是指一种内部粒子（原子、分子、离子）或粒子集团在空间按一定规律周期性重复排列而成的固体。
这种晶体结构的周期性是指一定数量和种类的粒子（或粒子集团）在空间排列时，在一定的方向上，相隔一定的距离重复出现的现象。
这些重复的单位在化学组成、空间结构上完全相同。
2.晶体周期性的结构，必然存在着两个重要的因素，即周期性重复的内容和周期性重复的方式。
第一要素称为结构基元，第二要素叫重复周期的大小和方向。
3.点阵：将晶体结构中的每个结构基元抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列，就构成了点阵。
4.一维平移群表示为：T m=m a(m=0,±1，±2,…..)二维平移群：T mn=m a+n b(m=0,±1，±2,…..)三维平移群：T mnp=m a+n b+p c(m=0,±1，±2,…..)5.晶胞：空间格子将晶体结构截成的一个个大小、形状相等，包含等同内容的基本单位。
6.晶胞参数：a，b，c，α，β，γ，且α=∧bc,β=∧ac,γ=∧ab。
7.晶胞所含内容则是指晶胞内原子的种类、数量及它们在晶胞中的位置，可用原子的坐标参数（x,y,z）表示。
一般三个晶轴按右手定则安排。
原子在晶胞中的坐标参数的意义是指由晶胞原点指向原子的矢量用单位矢量表示。
如，晶胞内点P处原子的位置表示为OP=x a+y b+z c。
8.晶面指标：指平面点阵面在三个晶轴上的倒易截数之比。
9.晶体的缺陷：指偏离理想点阵结构的情况。
10.晶体的缺陷按几何形式分为：点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。
11.点缺陷包括空位、杂质原子、间隙原子、错位原子和变价原子等。
12.Frenkel缺陷：任何晶体当处于一定的温度时，有些原子的振动能可能瞬间增大到可以克服其势垒，离开其平衡位置而挤入间隙，形成一对空位和间隙原子，这种方式形成的正离子空位和间隙正离子成为Frenkel缺陷。
新能源材料复习资料-13材化
新能源材料（华东理工出版社）第一部分前言、概述和锂离子电池相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭（特别是化石能源）具有重要意义。
新能源材料是指支撑新能源发展，具有能量储存和转换功能的功能材料或结构的功能一体化材料。
能源按其形成方式分为一次能源和二次能源。
一次能源包括以下三大类：1)来自地球以外天体的能量，主要是太阳能；2)地球本身蕴藏的能量、海洋和陆地内储存的燃料、地球的热能等；3)地球与天体相互作用产生的能量，如潮汐能。
能源按照其循环方式分为不可再生能源（化石燃料）和可再生能源（生物质能、氢能、化学能源）；按照使用性质可分为含能体能能源（煤炭、石油等）和过程能源（太阳能、风能等）；按环境保护要求可分为清洁能源（太阳能、氢能、风能、潮汐能等）和非清洁能源；按现阶段的成熟程度可分为常规能源和新能源。
主要的八种新能源：太阳能、氢能、核能、生物质能、化学能源、风能、地热能、海洋能。
对应的八种新能源技术：太阳能利用技术；氢能利用技术；核电技术；化学电能技术；生物质能应用技术；风能，海洋能与地热能应用技术；潮流能利用技术；地热能技术。
新能源材料作用：1)新材料把原来习用已久的能源变成新能源；2)新材料可提高储能和能量转化效果；3)新材料决定了新能源的性能和安全性能；4)材料的组成、结构、制作和加工工艺决定着新能源的投资和运行成本。
新能源材料的任务和面临的课题：1)研究新材料、新结构、新效应从提高能量的利用效率；2)资源的合理应用；3)安全与环境保护；4)材料规模生产的制作与加工工艺；（要求大量生产，大成品率，高劳动生产率，材料及部件的质量参数异质、可靠性、环保及劳动保护，低成本。
）5)延长材料使用寿命；锂离子电池的电池参量：1) 电压 开路电压：ψ正-ψ负 锂电池为3.6～4.OV ，铅酸蓄电池为12V 。
工作电压：负载后的放电电压。
E 理论>E 开路>E 工作锂具有较低的电极电位-3.045V 。
新能源复习资料终极版
新能源复习题第一章：1.电动汽车概念:汽车行驶的动力全部或部分来自电机驱动系统的汽车。
它主要是以动力电池组为车载能量源，是涉及机械，电子，电力微机控制等多学科的高科技技术产品。
类型：按汽车行驶动力来源的不同分：EV电动汽车；HEV 混合动力电动汽车；PHEV插电式混合动力电动汽车；FCEV燃料电池电动汽车。
燃料电池：利用氢气和氧气在催化剂的作用下直接经电化学反应产生电能的装置。
特点1、能量转化效率高2、不污染环境。
2.电动汽车的共性技术：电机，电池，电控，电动化辅助系统。
答：作为共性技术，电驱动、动力电源、整车集成和控制优化始终是电动汽车技术攻关的核心焦点，伴随科技的进步，表现出多样化的解决方案、优良的性能和新的特点。
第二章、纯电动汽车纯电动汽车（概念：利用动力电池作为储能动力源通过电池向电机提供电能，驱动电机运转，从而推动汽车前进的一种新能源汽车。
特点：行驶过程中零排放、零污染、噪声小、结构简单、维修方便）电动汽车主要有电力驱动系统、电源系统和辅助系统等三部分组成。
各组成部分的功能是什么？电力驱动系统：由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成，将电源的电能转化为机械能，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置；并控制电动机的电压或电流，完成对电动机的驱动转矩和旋转方向的控制。
电源系统：作为纯电动汽车的能量来源，电源系统承当着为驱动电机以及为汽车辅助系统供能的作用。
辅助系统：作为辅助动力源，对动力转向单元和动力制动单元以及温度控制单元起辅助控制作用，确保整车在合理的状态中工作以及确保乘坐的舒适性1.1、图2-8中各部分的功能是什么？逆变器是一种将直流电（DC）转化为交流电（AC）的装置。
它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
1.2、驱动和制动能量回收的工作原理是什么？在电动汽车上，一般还有电磁制动装置，它可以利用驱动电动机的控制电路实现电动机的发电运行，使减速制动时的能量转换成对蓄电池充电的电流，从而得到再生利用。
新能源材料考试大纲
第二章 镍氢电池
1.电池是一种利用电化学的氧化-还原反应，进行化学能和电能之间转换的储能装置。
2.能导电的物质称为导电体，通常分为两类：
a.第一类导体，又称电子导体 (electronic conductive body)，如金属、石墨或某些金属氧 化物等。 b.第二类导体，又称离子导体 (ionic conductive body) ，如电解质溶液、熔融电解质等。 3.形成原电池的条件: a.条件一：两种活动性不同的金属;或一种金属与石墨作电极。
6.电池分类
一次电池：只能进行一次放电的电池，不能进行充电而再利用。能量储存， 一次性，活性物质消耗到一定程度就不能再用，小型方便。 二次电池（蓄电池）：反复进行还能够充电、放电而多次使用的电池，也 叫蓄电池或充电电池。能量储存，循环使用，可充电电池。 燃料电池：把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换 器”。 锌锰干电池 一次电池 银锌纽扣电池 锌汞电池 铅酸蓄电池
2015-3-16 .19.
19.几种典型的储氢合金负极材料
目前研究的储氢合金负极材料主要有AB5型稀土镍系储氢合金、AB2型Laves相合金、AB型Ti-Ni系 合金、A2B型镁基储氢合金以及V基固溶体合金等。它们的主要特性见下表：储氢合金是由易于生 成稳定氢化物的元素，如（La,Zr,Mg,V,Ti)等与其他元素（非氢化物形成元素，如Cr，Mn，Fe，Co， Ni，Cu，Zn，Al等）组成的金属间化合物。
质结构而主体结构基本不变的固态反应。 主体提供可到达的末占据位置(如四面体、 八面体的间隙位置或层状化合物层与层之 间存在的范德华空隙等)。 反应可示意性地表达为： xG+□X[Hs]→GX[Hs] 1-1 所生成的非化学计量化合物GX[Hs]称为嵌入化 合物(简称嵌合物)。
材料化学期末复习资料
点缺陷在热力学上是稳定的。 离开平衡位置的原子有三个去处 迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置上，使晶体内部留下空位，称为肖特基（Schottky）缺陷或 肖特基空位； 挤入点阵的间隙位置，在晶体中同时形成数目相等的空位和间隙原子，则称为弗兰克尔（Frenkel） 缺陷； 跑到其他空位中，使空位消失或使空位移位。
电化学腐蚀 金属表面在介质如潮湿空气、电解质溶液等中，因形成微电池而发生电化学作用而引起的腐蚀称 作电化学腐蚀。 电化学腐蚀的特点是形成腐蚀电池。
形成腐蚀电池具备的条件 首先，有电位差存在。即不同金属或同种金属的不同区域之间存在着电位差。电位差越大，锈蚀越 烈。 二，有电解质溶液，即两极材料共处于相连通的电解质溶液中。 三，具有不同电位的两部分金属之间必须有导线连接或直接接触。
材料性能
材料的耐氧化性、耐有机溶剂性和耐老化性 化学腐蚀 材料表面与非电解质（干燥气、高温气体、非电解质溶液）直接发生化学作用而引起的破坏称为化学腐 蚀。 在化学腐蚀过程中，电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的，因而没有电流产生。 化学腐蚀原理比较简单，属于一般的氧化还原反应 可以利用致密氧化膜的保护特性，以改善材料的耐氧化腐蚀性能。
范德华力 分子与分子间的作用力 普遍存在固体、液体、和气体分子间 特点：没有方向性、饱和性 范德华力对材料性能的影响 范德华力对物质的沸点、熔点、气化热、熔化热、溶解度、表面张力、粘度等物理化学性质有决定性 的影响。 对聚合物材料，由于分子链很长，所以即使范德华键很弱，但分子链间范德华力总和还是很大的，聚 合物材料的性质在很大程度上受范德华力的影响。
高分子的溶解 先溶胀，后溶解
耐老化性 老化：高分子材料在加工、储存和使用过程中，由于受热、光照、氧、高能辐射、化学介质、微生物、 潮湿等环境因素影响，逐步发生物理化学性质变化，使性能下降，以致最后丧失使用价值的过程。 老化的基本类型 1. 化学老化 一种不可逆的化学反应，是高分子材料分子结构变化的结果，如塑料的脆化、橡胶的龟裂。 特点：不可逆、不能恢复 主要有：降解、交联 2. 物理老化 玻璃态高分子材料通过小区域链段的布朗运动使其凝聚态结构从非平衡态向平衡态过渡。从而使得材 料的物理、力学性能发生变化的现象。具有可逆性； 密度增加，模量和拉伸强度增加，断裂伸长和冲击强度下降，由塑性转变成脆性。
材料化学考试重点整理
第一章1、材料的基本概念材料是人类赖以生存的基础，材料的发展和进步伴随着人类文明发展和进步的全过程。
材料是国民经济建设，国防建设和人民生活不可缺少的重要组成部分，是社会现代化的物质基础与先导。
材料，尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。
材料特别是新材料与社会现代化及现代文明的关系十分密切，新材料对提高人民生活，增加国家安全，提高工业生产率与经济增长提供了物质基础，因此新材料的发展十分重要。
材料是一切科学技术的物质基础，而各种材料的起点主要来源于材料的化学制备和化学改性。
2、什么是材料科学工程具有物理学、化学、冶金学、金属学、陶瓷学、计算数学等多学科交叉与结合的特点，并且具有鲜明的工程性。
3、什么是材料化学材料化学在研究开发新材料中的作用，就是用化学理论和方法来研究功能分子以及由功能分子构筑的材料的结构与功能关系，使人们能够设计新型材料，提供的各种化学合成反应和方法使人们可以获得具有所设计结构的材料。
采用新技术和新工艺方法，合成新物质和新材料，通过化学反应实现各组分在原子或分子水平上的相互转换过程。
涉及材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学。
材料化学既是材料科学的一个重要分支，也是材料科学的核心内容。
同时又是化学学科的一个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。
是材料学专业学生的一门重要的专业基础知识课程。
4、材料的分类（1）按照材料的使用性能：可分为结构材料与功能材料两类结构材料的使用性能主要是力学性能；功能材料的使用性能主要是光、电、磁、热、声等功能性能。
（2）以材料所含的化学物质的不同将材料分为四类：金属材料、非金属材料、高分子材料及由此三类材料相互组合而成的复合材料。
第二章1、原子结合---键合两种主要类型的原子键：一次键和二次键。
（1）一次键的三个主要类型：离子键、共价键和金属键。
（一次键都涉及电子的转移，或者是电子的共用。
）一次键通常比二次键强一个数量级以上。
2012-2013-新能源材料复习
2012-2013新能源材料复习随着社会的发展和环境的恶化，新能源材料的研究和开发日益受到关注。
在2012-2013年的新能源材料课程中，我们学习了在新能源材料领域中的一些关键技术和理论。
在我们的学习中，涉及到了许多重要的内容，包括太阳能电池、燃料电池、锂离子电池和超级电容器等。
在这篇文章中，我们将对这些内容进行和回顾。
太阳能电池太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置。
在课程中，我们学习了太阳能电池的构造和原理。
太阳能电池通过将太阳能吸收后将其转化为电能。
太阳能电池的结构一般由掺杂半导体材料制成，包括n型半导体和p型半导体材料。
此外，我们还研究了不同种类的太阳能电池，例如：硅太阳能电池，高效低成本的钙钛矿太阳能电池，有机太阳能电池等。
我们的学习深入了解到各种类型太阳能电池的构造和性质，其中含有复杂的化学反应和材料技术。
燃料电池燃料电池是将化学能转换成电能的装置。
在我们的学习中，关于燃料电池的讨论主要涉及到质子交换膜燃料电池（PEMFC）和碱性燃料电池（AFC）。
质子交换膜燃料电池在我们的学习中得到了重点研究。
质子交换膜燃料电池利用氢气和氧气作为燃料来产生电能。
在质子交换膜燃料电池中，氢气在阳极处流淌，通过质子交换膜（PEM）进入阴极侧，并与氧气反应。
反应产物是水和电能。
在这个过程中，由于质子交换膜的特殊性质，质子可以通过 PEM 自由穿过，实现了氢氧反应过程中的电量转换。
与PEMFC 不同，碱性燃料电池不使用质子交换膜作为承载电子和离子的介质，而是使用碱性电解液。
碱性燃料电池有很好的动力性和效率。
锂离子电池锂离子电池是现代电子设备中普遍采用的电池。
在新能源材料课程中，我们了解到了它的构造和原理。
锂离子电池是一种充电电池，它的极性是由锂离子在电极中流动和转换完成的。
在充电过程中，锂离子由正极（如RuO2或LiCoO2）向负极（如碳）移动，反之在放电过程中，离子的流动方向相反。
锂离子电池的具体特征是高能量密度、长寿命、高安全性和长时间的稳定性等。
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新能源材料复习资料-13材化新能源材料（华东理工出版社）第一部分前言、概述和锂离子电池相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源枯竭（特别是化石能源）具有重要意义。
新能源材料是指支撑新能源发展，具有能量储存和转换功能的功能材料或结构的功能一体化材料。
能源按其形成方式分为一次能源和二次能源。
一次能源包括以下三大类：1)来自地球以外天体的能量，主要是太阳能；2)地球本身蕴藏的能量、海洋和陆地内储存的燃料、地球的热能等；3)地球与天体相互作用产生的能量，如潮汐能。
能源按照其循环方式分为不可再生能源（化石燃料）和可再生能源（生物质能、氢能、化学能源）；按照使用性质可分为含能体能能源（煤炭、石油等）和过程能源（太阳能、风能等）；按环境保护要求可分为清洁能源（太阳能、氢能、风能、潮汐能等）和非清洁能源；按现阶段的成熟程度可分为常规能源和新能源。
主要的八种新能源：太阳能、氢能、核能、生物质能、化学能源、风能、地热能、海洋能。
对应的八种新能源技术：太阳能利用技术；氢能利用技术；核电技术；化学电能技术；生物质能应用技术；风能，海洋能与地热能应用技术；潮流能利用技术；地热能技术。
新能源材料作用：1)新材料把原来习用已久的能源变成新能源；2)新材料可提高储能和能量转化效果；3)新材料决定了新能源的性能和安全性能；4)材料的组成、结构、制作和加工工艺决定着新能源的投资和运行成本。
新能源材料的任务和面临的课题：1)研究新材料、新结构、新效应从提高能量的利用效率；2)资源的合理应用；3)安全与环境保护；4)材料规模生产的制作与加工工艺；（要求大量生产，大成品率，高劳动生产率，材料及部件的质量参数异质、可靠性、环保及劳动保护，低成本。
）5)延长材料使用寿命；锂离子电池的电池参量：1) 电压 开路电压：ψ正-ψ负 锂电池为3.6～4.OV ，铅酸蓄电池为12V 。
工作电压：负载后的放电电压。
E 理论>E 开路>E 工作锂具有较低的电极电位-3.045V 。
2) 放电容量 电池放电时释放出来的电荷量，单位为A ·h 。
且有1A ·h=3600C 。
目前锂离子电池的容量为2550mA ·h 。
欧姆内阻——符合欧姆定律 3) 内阻电化学极化：由于氧化还原速率小于电子迁移速率而引起的极化；浓差极化：由于离子扩散速率小于电子迁移速率而引起的极化；4)电化容量单位质量或体积所能释放出的电量，单位为mA·h/L或mA·h/Kg.(涉及相关的公式：Q=znF=It 或者Q/m=zF/M)5)循环寿命电池在完全充放电循环进行，直到容量降低为初始的75%的次数即为循环寿命。
6)放电平台 Li电池完全充电后，放电至3.6V时容量为C1,放电至3.0V时为C，那么C1/C称为放电平台。
（关系到手机通话时声音清晰度），改平台越宽越好！7)自放电电池完全充电后，放置一个月，用1C放电至3.0V，容量记为C2，初始记为C,那么(1-C2)/C则为电池一个月的自放电，行标应小于12%8)放电速率表示放电快慢的一种量度，例如1C放电，即为所用的容量1h放电完毕；5h放电完毕，则称C/5放电。
≧1C为大电流充放电；≦0.1C时为小电流充放电。
9)记忆效应放电时，会形成次级放电平台，电池会把该平台作为下次放电点（针对镍镉电池）消除记忆效应的方法：采用小电流深度放电；采用大电流充放电几次。
锂离子电池的工作原理：锂离子电池由正电极、负电极、电解质、隔膜和外部控制电路组成。
在充电时锂离子从正极中脱嵌，通过电解质和隔膜，嵌入到负极晶格中，同时得到由外电路从正极流入的电子。
放电时，锂离子从负极中脱嵌，通过电解质和隔膜，又嵌入到到正极中，正好与充电过程相反。
正负极材料一般均为嵌入化合物，这些化合物的晶体结构中存在着可供锂离子占据的空位。
例如，LiCoO2和石墨为具有二维通道的层状结构的典型嵌入化合物，以这两种正负极活性材料组成的锂离子电池的充电时反应式为：正极：LiCoO2 Li1-xCoO2+xLi++xe-负极：C+xLi+ + xe- LixC电池总反应：LiCoO2+ C Li1-xCoO2+ LixC锂离子电池特点：1)工作电压高，达到3.6V，相当于3节Ni-CdH电池；或Ni-Mx2)能量密度高，锂离子电池质量比能量是镍镉电池的四倍，镍氢电池的两倍；3)能量转换效率高，锂离子电池能量转换率达到96%，镍镉电池为55%～75%，镍氢电池为55%～65%；4)自放电率小，锂离子电池自放电率小于2%/月；5)循环寿命长；6)具有高倍率充放电性；7)无任何记忆效应，可以随时充放电；8)不含重金属及有毒物质，无环境污染，是真正的绿色电源；用嵌入化合物的优点：锂为最轻的金属；具有最负的标准电极电位；用嵌入化合物的缺点：会形成钝化膜；容易长支枝晶，造成电路短路；锂离子电池负极材料的要求具有的性能：1)嵌锂后，要求氧化还原电位尽可能接近锂的电位，从而使电池有较高的输出电压；2)在基体中大量的锂能够发生脱嵌和嵌入的过程以得到高容量密度，即使可逆的x值尽量大；（当量重量轻，即重量比能量大）3)脱嵌和嵌入过程可逆性要好，确保良好的循环性能；4)氧化还原电位随x的变化应该尽可能小，保证充放电的稳定5)具有良好的导电性，使得欧姆内阻较小；6)主体材料机械性能好，具有良好的表面结构，能够与液体电解质形成良好的SEI膜；7)跟电解液化学相容，且热力学稳定，即要求形成SEI膜后不与电解质等发生反应；8)锂离子在主体材料中要有较大的扩散系数，使得极化内阻小；9)从实用角度来说，主体材料要求便宜，对环境无污染；石墨与石墨层间化合物做负极材料的优点：1)层状结构，利于锂的嵌入与脱嵌；2)嵌锂后，氧化还原电位与Li的氧化还原电位基本相同；3)其化学稳定性高；同时还有：4)嵌锂容量高；5)嵌锂电位低且平坦6)容量收溶剂影响程度大，与有机溶剂相容差。
对于石墨类负极材料而言，其充放电机理就是形,其理论容成石墨层间化合物，最多可达到LiC6量为372mA·h/g。
SEI层（固态电解质界面膜），优点在于，其保持只有Li进入石墨层间。
缺点：石墨片面容易发生剥离，循环性能不是很理想，因此要改性。
锂离子电池中用到三种与C有关的负极材料：1)石墨及石墨化碳：天然及人工石墨、碳纤维、介稳相碳小球（MCMB）；改性石墨主要用在高能量密度锂电池中；2)非石墨化碳（软碳类）：软碳（部分石墨）、焦炭软碳目前还没有得到应用；3)硬碳（无序化碳材料）：PFA-C（聚糠醇树脂碳）、热解PAS、PPS线形石墨共混物（LGH）硬碳类主要用在高功率的锂离子电池中。
锂离子电池正极材料的选择要求：1)金属离子Mn+在嵌入化合物Lix MyXz中应有较高的氧化还原电对，从而使电池的输出电压较高；2)在嵌入化合物Lix MyXz中大量的锂能够发生可逆嵌入和脱嵌，即使可逆X较大；3)在嵌入和脱嵌的过程，锂离子的嵌入和脱嵌应可逆并且主体结构没有或很少变化，这样确保有良好的循环性能；4)氧化还原电位随x的变化应该尽可能少，这样电池的电压不会发现显著变化，可保持平稳的充放电；5)嵌入化合物要有较好的电子电导率和离子电导率，这样可以减少极化并能进行大电流充放电；6)嵌入化合物在整个电压范围内具有良好的化学稳定性，在形成SEI膜后不与电解质等发生反应；7)锂离子在电极材料中要有较大的扩散系数，便于快速充放电；8)从实用角度而言，主体材料应该便宜，对环境无污染；锂离子电池两级材料要求共同具备的条件：（这五点比较重要！）1)有层状或隧道的晶体结构，晶体结构稳定，在充放电电压内稳定2)较可能多的Li+的嵌入和脱出；3)L i+脱嵌时，要有较小的自由能变化，决定有平稳的放电平台；4)L i+要有较大扩散系数，使得电池较快、较好充放电；5)分子量小，提高能量密度，摩尔体积小，提高体积能量密度；锂离子正极材料关注焦点为：正极材料的制备方法：1)材料种类；高温固相法，＞700℃2)制备、处理；低温合成法3)材料结构特征；溶胶-凝胶法4)材料的电化学特性；沉淀法5)充放电循环时正极材料结构稳定性；LiCoO2正极材料：（贵）二维层状结构，六方晶系，锂离子和钴离子交替占据层间的八面体空隙；LiCoO2为半导体，室温下电导率为10-3S/cm,电子电导占主导作用，锂在LiCoO2中的室温扩散系数为10-7～10-9cm/s,理论比容量为274mA·h/g;主要制备方法为固相反应法（制备困难）；反应式为：LiCoO2＝Li1-xCoO2+xLi++xe-；脱出态的Li1-x CoO2有较高的氧化性，会导致电解液分解和集流体腐蚀，以及电极材料结构的不可逆相变，为了保持材料的良好循环性能，要使得Li1-x CoO2中X值为0≤X≤0.5；主要存在问题是充电条件下安全性低、循环性差，目前主要靠掺杂和表面修饰来解决；LiNiO2正极材料：（便宜）LiNiO2具有和LiCoO2相同的层状结构，但局部的NiO6是扭曲的；Li+在Li0.95NiO2的化学扩散系数达到了2×10-11m 2/s （x 值较大），可逆容量为150～200mA ·h/g;困难处：制备电化学性能良好且具有化学计量结构的LiNiO 2条件苛刻，而且在充电时Ni 容易进入Li 层，阻碍了锂离子的扩散，并且随着Li 缺陷的增加，电极电阻升高，使材料的可逆比容量降低，循环性变差。
在过充电时容易发生分解，释放出氧气和大量的热，存在安全性问题。
（通过掺杂Mg 、Ti 、Co 改性）LiMnO 2正极材料：（了解）层状的LiMnO 2会在循环过程向稳定尖晶石结构转变，引起循环性能恶化，故研究较少；LiMn 2O 4正极材料：（最便宜） LiMn 2O 4为尖晶石结构。
锂占据1/8四面体，空的四面体和八面体通过共面与共边相互连接，形成锂离子扩散的三维通道。
锂离子在尖晶石中的化学扩散系数在10-14～10-12m 2/s 。
LiMn 2O 4理论容量为148 mA ·h/g ，实际容量约为120 mA ·h/g;锂离子从尖晶石LiMn 2O 4中脱出分为两步进行，锂离子脱出一半发生相变，形成Li 0.5Mn 2O 4对应于低压放电平台；进一步脱出，在0＜x ＜0.1时，形成了γ-MnO2和Li 0.5Mn 2O 4两相共存，对于充放电曲线的高电压平台。
锂离子完全脱出时，晶胞体积变化只有6%，因此该材料具有较好的结构稳定性。
3V 时的脱嵌和嵌入，存在着立方体LiMn 2O 2和四面体Li 2Mn 2O 4的相转变。