锂离子电池概述资料
一、锂离子电池简介
图2 全球锂电池产值增长趋势（来源于IIT）
二、锂离子电池正极材料
锂离子电池的输入输出性能主要取决于电池内部材料的结构和 性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。 其中正负极材料的选择和质量直接决定了电化学体系特性与电池性 能。因此高性能、高安全的正负极材料的研究一直是锂离子电池行业 发展的重点。负极材料一般选用碳材料，目前的发展比较成熟。正极 材料是锂电池中最为关键的原材料，它决定了电池的安全性能和电池
Saft的锂离子电池包括NCA正极和磷酸铁锂正极两个系列。其NCA 电池开始于1990年代后期，与其它锂离子电池正极材料相比，NCA具 有能量密度上的优势。其高温电池（NCA正极）能够在＞100℃的环境 下反复使用200次以上，125℃浮充、脉冲放电条件下使用1个月，主 要用于石油钻井和其他高温环境。
能否大型化，应该说是锂离子电池正极材料的发展引领了锂离子电池 的发展。
衡量锂离子电池正极材料的好坏，主要从以下几个方面进行评估： (1)正极材料应有较高的氧化还原电位，从而使电池有较高的输 出电压； (2)正极材料的可逆放电比容量与材料堆积密度，以获得电池的 高容量； (3)在锂离子嵌入/脱嵌过程中，正极材料的结构稳定性，以保证 电池良好的循环性能； (4)正极材料应有较高的电导率，以满足电池的快速充放电需求； (5)电池使用安全与抗滥用性能； (6)价格便宜，对环境无污染。 目前正在使用和开发的锂电池正极材料中，以过渡金属氧化物所 表现出的性能最佳，主要有：层状盐结构的钴酸锂、镍钴酸锂、镍锰 钴三元材料，尖晶石型的锰酸锂，橄榄石型的磷酸铁锂等。中国目前 正极材料主要包括钴酸锂、三元材料、锰酸锂和磷酸铁锂。钴酸锂依 然是国内小型锂电领域正极材料的主力，三元材料和锰酸锂主要在小 型锂电中应用，在电动自行车和电动工具中也有部分使用；磷酸铁锂 目前主要使用在电动工具和电动汽车领域。下面将几种常见的正极材 料的主要特点介绍如下： 1、钴酸锂 LiCoO2 钴酸锂属于α-NaFeO2型层状岩盐结构，由于具有生产工艺简单和 电化学性能稳定等优势，最先实现商品化。钴酸锂具有放电电压高、 充放电电压平稳、比能量高等优点，在小型消费品电池领域中具有重 要应用。 钴酸锂正极材料的缺点：价格昂贵，钴资源短缺，有放射性，不 利于环保；电池正极实际利用比容量仅为其理论容量的274mAh/g的50% 左右；钴酸锂的循环寿命较低，一般只有500次左右；钴酸锂的抗过 充电性能较差，轻微过充即可引起电池循环寿命迅速降低，不适合用 于电池组；剧烈过充可能发生锂枝晶短路、引起安全事故。 2、三元材料NMC 近几年来，多元过渡金属复合型层状正极材料发展迅速，尤其是 含有钴镍锰三种元素的复合氧化物材料，可用通式表示为
锂离子电池概述
1.1 正极配方
1. 正负极配方
正极主要包括：LiCoO2(钴酸锂)+导电剂(乙炔黑)+粘合剂(PVDF)+集流 体（铝箔） 正极引线
LiCoO2(10μm):93.5% 其它：6.5% 如Super-P:4.0% PVDF761:2.5% NMP（增加粘结性）:固体物质的重量比约为810:1496 a) 正极黏度控制6000cps(温度25转子3)； b) NMP重量须适当调节，达到黏度要求为宜； c) 特别注意温度湿度对黏度的影响
• 2.络合物法：用有机络合物先制备含锂离子和钴或钒离子的络合物前驱体，
再烧结制备。该方法的优点是分子规模混合，材料均匀性和性能稳定性好， 正极材料电容量比固相法高，国外已试验用作锂离子电池的工业化方法，技 术并未成熟，国内目前还鲜有报道。
• 3.溶胶凝胶法：利用上世纪70年代发展起来的制备超微粒子的方法，制备正极
材料，该方法具备了络合物法的优点，而且制备出的电极材料电容量有较大的提高， 属于正在国内外迅速发展的一种方法。缺点是成本较高，技术还属于开发阶段。
•
正极材料：制备方法介绍
• 4. 共沉淀法：一般用于制备多元的层状结构正极材料。选择合适的沉淀
锂离子电池简介
锂离子电池简介2017-021.锂离子电池原理充电的时候，在外加电场的影响下，正极材料LiCoO2中的锂元素脱离出来，变成带正电荷的锂离子（Li+），在电场力的作用下，从正极移动到负极，与负极的碳原子发生化学反应，生成LiC6，于是从正极跑出来的锂离子就很“稳定”的嵌入到负极的石墨层状结构当中。
从正极跑出来转移到负极的锂离子越多，电池可以存储的能量就越多。
放电的时候刚好相反，内部电场转向，锂离子（Li+）从负极脱离出来，顺着电场的方向，又跑回到正极，重新变成钴酸锂分子（LiCoO2）。
从负极跑出来转移到正极的锂离子越多，这个电池可以释放的能量就越多。
在每一次充放电循环过程中，锂离子（Li+）充当了电能的搬运载体，周而复始的从正极→负极→正极来回的移动，与正、负极材料发生化学反应，将化学能和电能相互转换，实现了电荷的转移，这就是“锂离子电池”的基本原理。
由于电解质、隔离膜等都是电子的绝缘体，所以这个循环过程中，并没有电子在正负极之间的来回移动，它们只参与电极的化学反应。
2.锂离子电池构成锂离子电池内部需要包含几种基本材料：正极活性物质、负极活性物质、隔离膜、电解质。
正负极需要活性物质，是为了更容易参与化学反应，从而实现能量转换。
正负极材料不但要活泼，还需要具有非常稳定的结构，才能实现有序的、可控的化学反应。
一般选用锂的金属氧化物，如钴酸锂、钛酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元等材料。
负极通常选择石墨或其他碳材料做活性物质。
电解质是锂离子传导的介质，要求锂离子电导率要高，电子电导率要小（绝缘），化学稳定性要好，热稳定性要好，电位窗口要宽。
人们找到了由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、和必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的电解质。
有机溶剂有PC（碳酸丙烯酯），EC（碳酸乙烯酯），DMC（碳酸二甲酯），DEC （碳酸二乙酯），EMC（碳酸甲乙酯）等材料。
电解质锂盐有LiPF6，LiBF4等材料。
《锂离子电池介绍》课件
02
锂离子电池的组成
正极材料
01
02
03
04
作用
正极材料是锂离子电池的重要 组成部分，主要负责存储和释
放能量。
常见种类
包括三元材料、钴酸锂、磷酸 铁锂等。
特点
具有较高的能量密度、循环寿 命长、自放电率低等特点。
应用
广泛应用于电动汽车、混合动 力汽车、手机、笔记本电脑等
领域。
负极材料
作用
负极材料是锂离子电池 的另一个重要组成部分 ，主要负责存储锂离子
VS
详细描述
电池组装通常在洁净的环境中进行，以确 保产品质量。组装过程包括将正负极片叠 放在一起，中间夹上隔膜，然后注入电解 液。最后，通过封装形成完整的电池。电 池的封装形式有多种，如圆柱形、扁平型 和棱柱形等。
电池测试
总结词
电池测试是确保电池性能和质量的重要环节 ，包括电性能测试、安全性能测试和循环寿 命测试等。
电极制备
总结词
电极制备是将正负极材料涂布在金属箔上，形成集流体和活 性物质的结构。
详细描述
电极制备过程中，首先将正负极材料与粘结剂混合，制成浆 料。然后，将浆料涂布在金属箔上，经过干燥和碾压，形成 电极片。电极片的质量直接影响电池的电化学性能和生产成 本。
电池组装
总结词
电池组装是将正负极片、隔膜和电解液 等组件组装在一起，形成完整的电池结 构。
回收与环保问题
总结词
锂离子电池回收和环保问题亟待解决
详细描述
锂离子电池中含有有毒有害物质，如钴、镍 等重金属和有机溶剂等。这些物质对环境和 人体健康造成潜在威胁。同时，锂离子电池 回收技术尚不成熟，回收率较低，也给环保
带来压力。
锂离子电池介绍
3 锂离子电池产业链
中国锂离子电池产量：
3 锂离子电池产业链
2016年动力电池市场份额：
3 锂离子电池产业链
• 五、航天军工电源 • 1.大型舰船类动力电源（航线、战船、大型邮轮、货轮等) • 2.航空飞行器所用动力电源(大型民航客机、商务飞机、直升机、战斗机 等飞行器具所用动力电源) • 3.航天载具动力电源系统(航天飞机、卫星、火箭、导弹等) • 4.军用装甲车，民用大型挖掘器械所用动力电源(坦克、装甲车、军用大 型装甲车辆、民用大型挖掘器械、大型吊车等)
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报告人：肖益帆
2 锂离子电池性能指标
充电效率和放电效率： 充电效率是指电池在充电过程中所消耗的电能转化成电池所能储存的化学能程度的量度。主要受电
池工艺、配方及电池的工作环境温度影响，一般环境温度越高，则充电效率越低。 放电效率是指在一定的放电条件下放电至终点电压所放出的实际电量与电池的额定容量之比，主要
受放电倍率，环境温度，内阻等因素影响，一般情况下，放电倍率越高，则放电效率越低。温度越低， 放电效率越低。 自放电率：
分散剂（如NMP）、极耳、铝塑膜等。 • 电池成本分布如右图：
主要企业有：中信国安、宁波容百锂电 （金和锂电）、杉杉股份、江苏国泰、 贝特瑞、当升科技、天齐锂业、湖南中 科星城石墨、湖南中锂、新乡中科、星 原材质、惠强、新宙邦、天赐、国泰华 荣、北化所、香河昆仑、湖北中一等。
3 锂离子电池产业链
2014-2018年中国锂电正极材料产量及预测(单位：万吨)
锂离子电池简介
1.锂离子电池哪一年商业化？锂离子电池首次由日本Sony公司在1990年研制成功并实现商业化。
2.锂离子电池工作原理。
以炭为负极，钴酸锂（LiCoO2）为正极为例。
充电过程中，锂离子从正极脱出，释放一个电子，三价钴氧化成四价钴，锂离子通过电解质嵌入负极，维持电荷平衡；放电过程中，电子从负极流经外部电路到达正极，在电池内部，锂离子通过电解液嵌入到正极，正极得到外电路一个电子，四价钴还原成三价钴。
3.锂离子电池的组成。
锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液和外包装组成。
其中，正极、负极、隔膜和电解液是锂离子电池的四大主材。
4.锂离子电池正极材料的作用。
锂离子电池正极材料不仅作为电极材料参与电化学反应，还要作为锂离子源。
5.锂离子电池正极材料应该满足哪些条件？①比容量大，这就要求正极材料具有低的相对分子质量，且其宿主结构中能插入大量锂离子；②工作电压高，这就要求体系放电反应的吉布斯自由能负值要大；③高倍率下的充放电性能好，这就要求锂离子在正极材料内部和表面的扩散速率大；④循环寿命长，这就要求锂离子脱出和嵌入正极材料的过程中，正极材料的结构变化要尽可能小；⑤安全性好，这就要求材料具有较高的化学稳定性和热稳定性；⑥容易制备，对环境友好，价格便宜。
6.锂离子电池正极材料有哪些？锂离子电池正极材料一般为含锂的过渡金属氧化物或聚阴离子化合物，包括LiCoO2、LiMnO2、LiFeO4及其相关衍生材料。
含锂的过渡金属氧化物作为锂离子电池正极材料的优势。
过渡金属往往具有多种价态，可以保持锂离子嵌入和脱出过程中的电中性；另外，过渡金属氧化物对锂有较高的电极电势，可以保证电池具有较高的开路电压。
一般来说，对锂电势，过渡金属氧化物＞过渡金属硫化物；3d过渡金属氧化物＞4d过渡金属氧化物＞5d过渡金属氧化物。
3d过渡金属氧化物中，尤其以含Co、Ni、Mn元素的锂金属氧化物为主。
7.锂离子电池负极材料应该满足哪些条件？①低氧化还原电位，以满足锂离子电池具有较高的输出电压；②锂离子脱嵌过程中的电极电位变化较小，以保证充放电的电压波动小；③脱嵌锂离子过程中的结构稳定性和化学稳定性好，以使电池具有较高的循环寿命和安全性；④具有高的可逆比容量；⑤良好的锂离子导电性和电子导电性，以获得较高的充放电倍率和低温充放电性能。
锂离子电池介绍
如果发现锂离子电池膨胀，应立即停止使用 该电池，因为这可能是电池内部短路或过充 的迹象，可能导致爆炸或火灾等安全问题。
电池的保养与维护
定期检查
定期检查锂离子电池的外观、连接和性能，以确保电池正常工作 并避免潜在的安全问题。
清洁
使用干燥的布或纸巾清洁锂离子电池的表面，以去除灰尘和污垢， 保持电池外观整洁并确保散热良好。
电池检测与包装
对电池进行性能检测，确保其符合规格要求，并进行包 装。
生产设备与设施
材料混合设备
用于混合正负极材料和电解液的 设备。
涂布设备
用于将正负极材料涂布在金属箔 上的设备。
干燥设备
用于去除电极材料中的水分和气 体的设备。
检测与包装设备
用于对电池进行性能检测和包装 的设备。
注液与密封设备
用于将电解液注入电芯中并进行 密封的设备。
充电和存储
在充电和存储过程中，应遵循制造商的指示，确保锂离子电池得到 适当的充电和存储，以保持其性能和延长其寿命。
06
锂离子电池的发展趋势与未 来展望
技术创新与突破
固态电解质
固态电解质是下一代锂离子电池的关键技术，具有更高的 能量密度和安全性，能够解决现有锂离子电池的安全问题 和寿命问题。
锂硫电池
材料准备
根据电池规格和性能要求，选择合适的正负 极材料、电解液和隔膜。
涂布与碾压
将正负极材料涂布在金属箔上，并进行碾压， 以调整其厚度和密度。
干燥与除气
去除涂布后的电极材料中的水分和气体，以确保 电池性能稳定。
卷绕与组装
将正负极、隔膜和集流体等材料卷绕在一起，组成 电池的电芯。
注液与密封
将电解液注入电芯中，并进行密封，以形成完整 的电池结构。
一锂离子电池简介
一锂离子电池简介锂离子电池（Lithium-ion battery）是一种高能量密度、高电压的可充电电池。
它由锂离子在正负极之间迁移来储存和释放电能。
锂离子电池的高能量密度，使得它成为目前应用最广泛的可充电电池之一，被广泛应用于移动通信、电动工具、电动车辆、家庭储能等领域。
锂离子电池的基本构造包括正极、负极、分离膜和电解质。
正极通常由锂重氧化物（如LiCoO2、LiFePO4等）制成，负极由石墨材料制成。
分离膜通过电解质来隔离正负极，防止短路和电化学反应。
电解质通常是有机液体（如碳酸酯），它允许离子在正负极之间迁移，从而实现充放电过程。
锂离子电池的工作原理是通过离子在锂离子电池正负极之间的迁移来完成充放电过程。
在充电过程中，锂离子从正极（锂重氧化物）释放出来，经过电解质迁移到负极（石墨），在负极与锂发生化学反应，同时释放出电子。
在放电过程中，锂离子从负极迁移到正极，与正极物质发生化学反应，同时吸收电子，形成锂离子化合物。
通过充放电过程，锂离子的迁移实现了电能的储存和释放。
锂离子电池相对于传统的铅酸电池和镍氢电池具有许多优势。
首先，锂离子电池具有高能量密度，即单位体积或单位重量所存储的电能更多。
这使得锂离子电池在电子产品中得到广泛应用，如智能手机、平板电脑等，因为它们需要小型轻便的电池。
其次，锂离子电池具有较低的自放电率，即静置时电池不会快速放电。
这使得锂离子电池具有长期储存的能力，可以作为备用电池使用。
此外，锂离子电池具有较长的循环寿命，即充放电循环次数较高，这使得它成为电动车辆和家庭储能系统等领域的理想选择。
然而，锂离子电池也存在一些问题。
首先，锂离子电池存在较高的成本。
它的生产过程相对复杂，涉及到许多稀有材料和技术。
其次，锂离子电池的安全性是一个重要的问题。
当电池受到过热、过充、过放或物理损坏时，可能会发生热失控、爆炸或火灾等事故。
因此，在锂离子电池的设计和制造过程中，安全性应作为重要的考虑因素。
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▪ 碳负极材料：
• 石墨化碳 • 无定形碳
▪ 合金负极材料：
• 锑基系列： Zn4Sb3,InSb,TiSb,SnSb,VSb2,CrSb2,MnSb,CoSb3,Cu2Sb
• 锡基系列：MnSn2,Mn3Sn,FeSn,CoSn2,Cu6Sn5 • 硅基系列：CrSi,NiSi,FeSi,MgSi • 铝基系列：AlSn ▪ 目前实用化的负极材料主要是石墨化碳。
LiMnO2 ，LiMn1-xMxO2 ；MnO2 • 钒系列：LiV3O8，LiV2O5；V2O5
• 按结构划分：
• 层状结构： LiCoO2 ；LiNiO2 ；LiMnO2 • 尖晶石结构： LiMn2O4 • 橄榄石结构： LiFePO4
• 按是否锂源分：
锂源型： LiCoO2 ，LiNiO2 ，LiNi1-xMxO2 ，LiMn2O4 ， LiMnO2 ， LiFePO4
0.60
0.55
0.53
0.52
0.51
0.54
0.69
0.66
0.62
0.63
0.74
0.64
0.62
0.60
0.57
0.58
0.68
0.68
0.73
5.3.2负极材料
主要有以下几种：
– 碳材料 – 金属锂 – 合金 – 过渡金属氧化物 – 氮化物、硅及硅化物
负极材料
Li LiC6 LiAl Li21Sn5 LiWO2 LiMo2 LiTiS2
锂二次电池发展过程
•1970s
负 极： 金属锂 锂合金
正 极： 过渡金属硫化物 (TiS2、MoS2)
过渡金属氧化物 液体正极 (V2O5、V6O13) (SO2)
电 解 质： 液体有机电解质 固体无机电解质(Li3N)
体系
Li/LE/TiS2
Li/SO2
•1980s
负 极： Li的嵌入物(LiWO2) Li的碳化物(LiC12)(焦炭)
过充试验
加热试验
表壳温度 烘箱温度
▪ 解决的措施：
• 设置充放电的控制电路； • 改善隔膜微孔的热闭合性能； • 开发热稳定性好的溶剂； • 开发电解液的添加剂，提高阻燃效果； • 正负极材料的表面包覆改性； • 采用凝胶电解质或固态聚合物电解质
5.5 锂离子电池的发展趋势
▪ 继续开发新材料：
• MeO中O2-密堆积的八面体空隙全部被高价阳离 子Me占据，不能再接受锂离子，因此MeO不 具有嵌入反应的性质；
• 对MeO3而言，多余的八面体空隙是阳离子Me 已占据的空隙的两倍，所以组成为MeO3的比 容量不是很高；
• 组成为MeO2时，可接受Li+的八面体空隙数和 可接受电子的高价阳离子数相等，因此容量可 达到最大值的化学组成为MeO2。
-20~+60 15~20
高
镍氢电池 70
240-300 240
500～1000 1.3 1.2
-20~+50 20~30
中
锂离子电池 120 300
200-300 500～1000
>4.0 3.7 -20~+60 6~10 低
5.4.1锂离子电池的比能量与比功率
比能量：
以C | LiPF6－EC+DEC | LiCoO2 电池为例： 平均放电电压：3.6V LiCoO2的比容量为130～150mAh/g 正极材料占电池重量分数：25～35％
小结
•金属锂－－合金－－石墨化碳－－新型合金、锂 •过渡金属硫化物－－过渡金属氧化物－－锂、过渡金属
复合氧化物 •液体有机电解质－－固态凝胶聚合物电解质－－全固态
聚合物电解质
the theory of lithium battery
charging
anode： 6C + x Li+ + x e- dischargingLixC6
• 正极材料的热分解和对电解液的氧化：在过充和高温下， 正极活性物质会发生分解和对电解液的氧化反应，这两
种反应将产生大量的热，如：当LiCo1-xO2 的脱锂量x >0.5时，在有机电解液中不稳定，会发生失氧反应，加 速溶剂的氧化；
• 电解液的热分解：锂离子电池一般使用的溶剂有PC、EC、 EMC、DMC等均为有机易燃物，高温下将发生氧化和分 解；在一定的电压下溶剂也要发生分解，EC-DEC(1:1)、 EC-DMC(1:1)、PC-DEC(1:1)的分解电压依次为4.25Ｖ、 5.1Ｖ、4.35Ｖ；溶剂的含水量也有影响，水含量增高， 可促进SEI膜分解；
▪ 锂二次电池的研究始于20世纪60、70年代，当时主要集中在以 金属锂及其合金为负极的锂二次电池体系，正极采用的是过渡 金但属这硫些化电物池和最过终渡亦金未属能氧实化现物商。品如化：，主Ex要xo原n公因司：的充L电i/T时iS，2体由系于， 锂的不均匀沉积，电极表面易形成锂枝晶，穿过隔膜使正极与 负极短路，以及金属锂较活泼，容易与电解液发生反应，由此 导致的电池性能衰减和安全性问题难于解决。
-40~ 85
<100
5.4.2 锂离子电池的安全性问题
▪ 安全性问题：在高电压或高温下(电池滥用(abuse))，
发生“热失控”，引起电池起火或爆炸。
▪ 主要影响因素：
• 负极材料与电解液的作用：石墨材料由于结晶度高，具 有高度取向的石墨层状结构，对电解液敏感，与溶剂的 相容性较差，温度升高，嵌锂状态下的碳负极可与电解 液发生放热反应使电解液分解；
• 隔膜：polyethylene的熔点 ～125 ℃ ，polypropylene～155 ℃，当温度超过熔点，隔膜溶化，电池内部短路，产生 大量热。
• 锂离子电池的安全性与充放电制度有着密切的关系。在 滥用条件下（如过充）,由于极化过大电池内部温度将升 高，隔膜于120℃发生闭孔作用后，由于热传递的滞后效 应，温度将继续上升，正负极材料及电解液发生更迅速 地分解，导致电池的燃烧和爆炸；当电池过放至1～2Ｖ 时，作为负极集流体的铜箔将开始溶解，并于正极上析 出，小于1Ｖ时正极表面则开始出现铜枝晶，导致电池内 部短路。
负极： Li的碳化(LiC6)(石墨)
正极： LiMn2O4 电解质：
体系： C/LE/LiCoO2 ；C/LE/LiMn2O4 •1994 负极：无定形碳
•1995 电解质： PVDF凝胶电解质
体系：凝胶锂离子电池 •1998 负极：新型合金
电解质：全固态聚合物电解质 体系：全固态锂二次电池
注：LE 为 液 体 电 解 质，PE 为 聚 合 物 电 解 质。
• 当阳离子和阴离子体积比在0.41～0.71之间时，最
r 适合于八面体配位。按照六配位时 O2-=1.40Å 计算，
阳离子半径应在0.51～0.99Å 为宜。很多过渡金属 四价和三价离子的半径在0.5～0.8Å 之间，适合于 组成嵌入反应材料。
r(Å)
Ti
价态
+4
0.66
+3
0.73
V
Cr Mn Fe Co Ni Nb Mo Ru Ir
非锂源型： MnO2，LiV3O8，LiV2O5，V2O5 ，S，TiS2
LiMA2型层状材料储锂特性浅析
• 材料的结构框 架由二价阴离 子密堆积构成；
• 高价阳离子位 于阴离子密堆 积形成的八面 体空隙中；
• 锂离子寄宿在 阴离子密堆积 形成的八面体 空隙中。
LiMO2(M=Ni，Co等）的二维晶体结构
Saft ,France
USABC电动汽车电池性能目标
性能 比能量 /Wh·L-1
Wh·Kg-1 比功率 /W·L-1
W·Kg-1 循环寿命 /次 充电时间/h 工作温度 /℃
成本 /＄ ·Wh –1
中期指标 135 80 250
150~200 600 <6
-30~65
<150
远期指标 300 200 600 400 1000 3~6
第五章 锂离子电池概述
5.1 前言 5.2 锂离子电池的工作原理 5.3 锂离子电池电极材料概述 5.4 锂离子电池的特性 5.5 锂离子电池的发展趋势
5.1 前言
▪ 锂在已知金属中原子量最小，标准电极电位最负，与适当的正 极材料匹配可构成高能电池。20世纪60年代开始锂电池的研究 受到重视。 70年代Li/MnO2和Li/CFx等锂原电池实现了商品化， 与传统的原电池相比，具有明显的优点，成为新一代高能电池。
5.3.1正极材料
正极材料选择的基本考虑：
• 在充放电时晶体结构保持不变或变化可逆 • 具有较大的嵌锂容量 • 较高的氧化还原电势 • 高度的化学稳定性
锂离子电池正极材料的主要种类
• 按金属元素划分：
• 钴系列： LiCoO2 ，LiCo1-xMxO2 • 镍系列： LiNiO2 ，LiNi1-xMxO2 • 锰系列： LiMn2O4 ， LiMn2-xMxO4 ；
锂二次电池负极材料特性
摩尔质量
6.94 79.00 33.92 729.31 222.79 134.88 118.94
密度(kg/L)
0.53 2.24 1.75 2.55 11.30 6.06 3.06
质量比容量 （Ah/kg）
3862 339 790 761 120 199 225
体积比容量 (Ah/L) 2047 759 1383 1941 1356 1206 689
▪ 80年代，人们开始探索用可储锂的载体材料替代金属锂作为负 极等，含研锂究正了极过材渡料金。属氧化物和碳类材料；同时，开发了LiCoO2
▪ 经过近二十年的探索，在20世纪80年代末、90年代初诞生了以 石墨化碳材料为负极，锂与过渡金属的复合氧化物为正极的锂 二次电池－－锂离子电池，开创了锂二次电池实用化的新时代。