第三章锂离子电池材料
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酸乙烯酯（EC）和碳酸二乙酯（DEC）混合 溶液；隔膜通常采用微孔聚丙烯（PP）和微孔 聚乙烯（PE）或二者的复合膜。
③锂激活式电池：闲置时电解液贮存于电解液 室内，极组处于干态；使用时启动激活装置， 迫使电解液挤进电池室内，电池即可使用。
④锂热电池：使用时启动点火装置，加热片速 燃，使电解质熔化，电池即可放电。
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B、锂二氧化硫电池（Li/SO2电池） 锂二氧化硫电池也是一种有机电解质锂电池，是目前
研制的有机电解质溶液中综合性能最好的一种。负极 为锂，正极为多孔电极，其活性物质为溶解在电解液 中的SO2液体，电解液为在碳酸丙烯酯（PC）和乙晴 （AN）的混合溶剂中溶解的浓度为1.8mol/L的溴化锂 （LiBr）溶液。
充电
电池反应：6C+LiCoO2 放电 Li1-xCoO2+ LixC6
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3.2.3 锂离子ห้องสมุดไป่ตู้池的组成
正 极LL：iiCFeoPOO24、等LiNiO2 、 LiMn2O4 、
锂离子 电池
锂亚硫酰氯电池的发展仅次于锂锰电池，目前与锂锰 电池分占锂一次电池的两大市场。近年来，在军事、 工业及民用方面有广泛应用，主要用于记忆电路、导 弹发射、导航设备、工业仪表、石油钻井、鱼雷动力 源等。
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②锂离子二次电池 又称锂离子电池或锂蓄电池。锂离子电池是1990年由
日本索尼公司研制出并首先实现商品化的，它的出现 是二次电池历史上的一次飞跃，现已在可充电池领域 占据了领先地位。 锂离子电池的正极材料是含锂的过渡金属氧化物，如 氧化钴锂（LiCoO2 ）、氧化镍锂（ LiNiO2 ）和氧化 锰锂（ LiMn2O4 ）等；负极材料是锂离子嵌入碳化合 物，常用的碳素材料有石油焦（PC）、中间相炭微珠 （MCMB）、碳纤维（CF）和石墨等；电解质是含 锂盐的有机溶液，一般用六氟磷酸锂（LiPF6）的碳
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A、锂二氧化锰电池（Li/MnO2电池） 简称锂锰电池，是一种典型的有机电解质电池。它以
锂为负极，二氧化锰为正极，电解质通常采用高氯酸 锂（LiClO4），溶于体积比为1：1的碳酸丙烯酯（PC） 和乙二醇二甲醚（DME）中，制成浓度为1mol/L的溶 液。 特点：电压高，开路电压约为3.5V，工作电压为2.9V； 比能量大，可达250W·h·kg-1，约为普通干电池的5倍； 放电电压稳定可靠；贮存寿命达3年以上；自放电率 低，年自放电率2％；工作温度范围宽，为-20～60℃。 锂锰电池由于采用廉价无公害的二氧化锰材料，热处 理工艺简单，价格相对便宜，安全可靠，有利于大量 生产和应用。是目前产量最高、产值最大、用途最广 的锂一次电池。
④锂熔盐电池：使用熔盐作电解质的锂电池。熔盐电 解质如氯化锂（LiCl）和氯化钾（KCl）的共熔体。
（2）按工作方式分 ①锂一次电池：又称锂原电池，只能将化学能一次性
地转化为电能，放电结束后，电池弃置。 锂一次电池的种类很多，除均采用金属锂作负极材料
外，其他如正极材料、电解质、隔膜、壳盖材料都不 一样。目前常见的锂一次电池有锂二氧化锰电池系列、 锂二氧化硫电池系列、锂亚硫酰氯电池系列、锂聚氟 化碳系列、锂碘电池和锂二硫化铁电池等。
C、锂亚硫酰氯电池（Li/SOCl2电池） 锂亚硫酰氯电池是一种典型的非水无机电解质
电池。负极为金属锂，正极为多孔炭电极，活 性物质为亚硫酰氯。
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特点：放电电压高且放电曲线平稳，开路电压为 3.65V，是目前锂一次电池中放电电压最高的一种电 池；比能量高，是比能量最高的一种锂电池，可达 500W·h·kg-1或1000W·h·L-1；比功率大，大功率鱼雷 电池可达140W·kg-1；电池无内压，电压精度高；工作 温度范围宽，可在-50～85℃工作；电池自放电率低， 贮存寿命可达10～15年；电池成本低。
优点：电压高（开路电压为2.95V，工作电压视放电 率、环境温度而定，终止电压为2.0V）且放电电压平 稳，电压精度高；比能量高，比功率高，可以大电流 放电；工作温度宽，低温性能特别好，为锂电池之首； 贮存寿命长，可在21℃下贮存5年后，容量仅下降5～ 10％。
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缺点：锂电极与电解液接触会生成结构致密的 连二亚硫酸锂膜，放电初期常常出现电压滞后 现象；而且二氧化硫在25℃时呈气态，所以凡 是能使电池温度升高的因素都会引起内压增加 而造成危害。 Li/SO2电池价格较贵，主要用于 高寒地带的军事电台、导弹点火、各式武器、 传感器等。
第三章 锂离子电池材料
3.1 锂电池及其种类 3.2 锂离子电池 3.3 正极材料 3.4 负极材料 3.5 隔膜材料 3.6 电解质材料 3.7 聚合物锂离子电池 3.8 锂离子电池的制造
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3.1 锂电池及其种类
锂电池是一类以金属锂或含锂物质作为负极材料 的化学电源的总称。
（1）按所用电解质分 ①锂有机电解质电池：使用有机溶剂和锂盐组成
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3.2 锂离子电池
3.2.1 工作原 理
当对电池进行 充电时，电池 的正极上有锂 离子生成，生 成的锂离子经 过电解液运动 到负极。而作 为负极的碳呈 层状结构，它
以碳为负极的二次锂电池工作原理
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以金属锂为负极的二次锂电池工作原理
cathode
charge discharge
Li+
anode
Li+ Li+
Li+ Li+
Li+ Li+
Li+
(a) metallic Li type secondary battery
Li Metal Oxygen
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3.2.2 锂离子电池电极反应
正极反应:LiCoO2
充电
放电 Li1-xCoO2+xLi++xe-
负极反应: 6C+xLi++xe-
充电
放电 LixC6
电解质的锂电池。有机电解质如含有高氯酸锂 （LiClO4）的碳酸丙烯酯（PC）溶液。 ②锂无机电解质电池：使用非水无机溶剂和锂盐 组成电解质的锂电池。无机电解质如含有四氯铝 酸锂（LiAlCl4）的亚硫酰氯（SOCl2）。
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③锂固体电解质电池：使用能传导Li+的固态物质作 电解质的锂电池。固态电解质如碘化锂（LiI）。
酸乙烯酯（EC）和碳酸二乙酯（DEC）混合 溶液；隔膜通常采用微孔聚丙烯（PP）和微孔 聚乙烯（PE）或二者的复合膜。
③锂激活式电池：闲置时电解液贮存于电解液 室内，极组处于干态；使用时启动激活装置， 迫使电解液挤进电池室内，电池即可使用。
④锂热电池：使用时启动点火装置，加热片速 燃，使电解质熔化，电池即可放电。
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B、锂二氧化硫电池（Li/SO2电池） 锂二氧化硫电池也是一种有机电解质锂电池，是目前
研制的有机电解质溶液中综合性能最好的一种。负极 为锂，正极为多孔电极，其活性物质为溶解在电解液 中的SO2液体，电解液为在碳酸丙烯酯（PC）和乙晴 （AN）的混合溶剂中溶解的浓度为1.8mol/L的溴化锂 （LiBr）溶液。
充电
电池反应：6C+LiCoO2 放电 Li1-xCoO2+ LixC6
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3.2.3 锂离子ห้องสมุดไป่ตู้池的组成
正 极LL：iiCFeoPOO24、等LiNiO2 、 LiMn2O4 、
锂离子 电池
锂亚硫酰氯电池的发展仅次于锂锰电池，目前与锂锰 电池分占锂一次电池的两大市场。近年来，在军事、 工业及民用方面有广泛应用，主要用于记忆电路、导 弹发射、导航设备、工业仪表、石油钻井、鱼雷动力 源等。
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②锂离子二次电池 又称锂离子电池或锂蓄电池。锂离子电池是1990年由
日本索尼公司研制出并首先实现商品化的，它的出现 是二次电池历史上的一次飞跃，现已在可充电池领域 占据了领先地位。 锂离子电池的正极材料是含锂的过渡金属氧化物，如 氧化钴锂（LiCoO2 ）、氧化镍锂（ LiNiO2 ）和氧化 锰锂（ LiMn2O4 ）等；负极材料是锂离子嵌入碳化合 物，常用的碳素材料有石油焦（PC）、中间相炭微珠 （MCMB）、碳纤维（CF）和石墨等；电解质是含 锂盐的有机溶液，一般用六氟磷酸锂（LiPF6）的碳
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A、锂二氧化锰电池（Li/MnO2电池） 简称锂锰电池，是一种典型的有机电解质电池。它以
锂为负极，二氧化锰为正极，电解质通常采用高氯酸 锂（LiClO4），溶于体积比为1：1的碳酸丙烯酯（PC） 和乙二醇二甲醚（DME）中，制成浓度为1mol/L的溶 液。 特点：电压高，开路电压约为3.5V，工作电压为2.9V； 比能量大，可达250W·h·kg-1，约为普通干电池的5倍； 放电电压稳定可靠；贮存寿命达3年以上；自放电率 低，年自放电率2％；工作温度范围宽，为-20～60℃。 锂锰电池由于采用廉价无公害的二氧化锰材料，热处 理工艺简单，价格相对便宜，安全可靠，有利于大量 生产和应用。是目前产量最高、产值最大、用途最广 的锂一次电池。
④锂熔盐电池：使用熔盐作电解质的锂电池。熔盐电 解质如氯化锂（LiCl）和氯化钾（KCl）的共熔体。
（2）按工作方式分 ①锂一次电池：又称锂原电池，只能将化学能一次性
地转化为电能，放电结束后，电池弃置。 锂一次电池的种类很多，除均采用金属锂作负极材料
外，其他如正极材料、电解质、隔膜、壳盖材料都不 一样。目前常见的锂一次电池有锂二氧化锰电池系列、 锂二氧化硫电池系列、锂亚硫酰氯电池系列、锂聚氟 化碳系列、锂碘电池和锂二硫化铁电池等。
C、锂亚硫酰氯电池（Li/SOCl2电池） 锂亚硫酰氯电池是一种典型的非水无机电解质
电池。负极为金属锂，正极为多孔炭电极，活 性物质为亚硫酰氯。
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特点：放电电压高且放电曲线平稳，开路电压为 3.65V，是目前锂一次电池中放电电压最高的一种电 池；比能量高，是比能量最高的一种锂电池，可达 500W·h·kg-1或1000W·h·L-1；比功率大，大功率鱼雷 电池可达140W·kg-1；电池无内压，电压精度高；工作 温度范围宽，可在-50～85℃工作；电池自放电率低， 贮存寿命可达10～15年；电池成本低。
优点：电压高（开路电压为2.95V，工作电压视放电 率、环境温度而定，终止电压为2.0V）且放电电压平 稳，电压精度高；比能量高，比功率高，可以大电流 放电；工作温度宽，低温性能特别好，为锂电池之首； 贮存寿命长，可在21℃下贮存5年后，容量仅下降5～ 10％。
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缺点：锂电极与电解液接触会生成结构致密的 连二亚硫酸锂膜，放电初期常常出现电压滞后 现象；而且二氧化硫在25℃时呈气态，所以凡 是能使电池温度升高的因素都会引起内压增加 而造成危害。 Li/SO2电池价格较贵，主要用于 高寒地带的军事电台、导弹点火、各式武器、 传感器等。
第三章 锂离子电池材料
3.1 锂电池及其种类 3.2 锂离子电池 3.3 正极材料 3.4 负极材料 3.5 隔膜材料 3.6 电解质材料 3.7 聚合物锂离子电池 3.8 锂离子电池的制造
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3.1 锂电池及其种类
锂电池是一类以金属锂或含锂物质作为负极材料 的化学电源的总称。
（1）按所用电解质分 ①锂有机电解质电池：使用有机溶剂和锂盐组成
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3.2 锂离子电池
3.2.1 工作原 理
当对电池进行 充电时，电池 的正极上有锂 离子生成，生 成的锂离子经 过电解液运动 到负极。而作 为负极的碳呈 层状结构，它
以碳为负极的二次锂电池工作原理
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以金属锂为负极的二次锂电池工作原理
cathode
charge discharge
Li+
anode
Li+ Li+
Li+ Li+
Li+ Li+
Li+
(a) metallic Li type secondary battery
Li Metal Oxygen
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3.2.2 锂离子电池电极反应
正极反应:LiCoO2
充电
放电 Li1-xCoO2+xLi++xe-
负极反应: 6C+xLi++xe-
充电
放电 LixC6
电解质的锂电池。有机电解质如含有高氯酸锂 （LiClO4）的碳酸丙烯酯（PC）溶液。 ②锂无机电解质电池：使用非水无机溶剂和锂盐 组成电解质的锂电池。无机电解质如含有四氯铝 酸锂（LiAlCl4）的亚硫酰氯（SOCl2）。
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③锂固体电解质电池：使用能传导Li+的固态物质作 电解质的锂电池。固态电解质如碘化锂（LiI）。