锂离子电池与电池材料

b、储备电池：电池正负活性物质和电解质在储备期间不直接接触， 在使用时借助动力源作用于电解质，使电池激活工作 如：镁/银电池、锌/银电池……
c、燃料电池: 正负极本身不包含活性物质，但活性物质被连续注入电 池，电池不断进行发电。 如：碱性燃料电池、固体氧化物燃料电池……五类
d、蓄电池： 电能以化学能形式储存起来，实现电池两极的可逆放电
2、引入杂原子以及一些非晶物，使氧化锂钴的晶界结 构部分变化，提高电极结构变化的可逆性
3、在电极材料中加入钙离子或氢离子，改善电极导电， 提高点击活性物质的利用率和快速充放电能力
4，引入过量的锂，增加电极可逆容量
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锂镍氧化物
理论容量为274mA.h/g,实际容量已达190~210mA.h/g。 其自放电率低，无环境污染，对电解液的要求较低
新型能源材料之 锂离子电池与电池材料
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化学电池
按化学电源的工作性质及储存方式不同， 化学电池有以下类别：
一次电池
镍/镉电池 镍/氢电池
化学电池
二次电池 燃料电池
铅酸电池 锂离子电池
储备电池
………
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a、一次电池：反应不可逆，正负电极上的活性物质只能使用一次。 如：锌/猛电池、锌/汞电池……
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锂离子电池：炭材料锂电池
后来，日本索尼公司发明了以炭材料为负极，以含锂的化合物作正 极的锂电池，在充放电过程中，没有金属锂存在，只有锂离子，这就 是锂离子电池。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， 它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂 离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时（即我们使用 电池的过程），嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正 极的锂离子越多，放电容量越高。
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锂离子电池工作原理
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锂离子电池工作原理图
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锂离子电池正极材料
正极材料在性能上应满足：
a、在要求的充放电电位范围内，与电解质溶液具有相容性 b、温和的电极过程动力学 c、高度可逆性
其结构具有以下作用：
a、保证电极具有良好的可逆性能
b、保证电池的充放电电压平稳
目前所说的锂离子电池通常为锂二次电池。
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锂离子电池的商品化
1990年日本SONY公司正式推出LiCoO2/石墨这 种锂离子电池，该电池成功的利用能可逆脱嵌锂 的碳材料替代金属锂作为负极，克服了锂二次电 池循环寿命低、安全性差的缺点，从而锂离子电 池得以商品化。锂离子电池具有电压高、比能量 高、无记忆效应、无污染等特点。从问世以来已 广泛用于电子设备中
。所以在介绍之前，先介绍锂电池。举例来讲， 以前照相机里用的扣式电池就属于锂电池。锂电 池的正极材料是二氧化锰或亚硫酰氯，负极是锂。 电池组装完成后电池即有电压,不需充电。这种电 池也可以充电,但循环性能不好，在充放电循环过 程中,容易形成锂结晶，造成电池内部短路,所以一 般情况下这种电池是禁止充电的。
反应，可循环使用。
如：铅酸电池、镍/氢电可编池辑、pp锂t 离子电池……
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锂电池
(Lithium Battery, 简写成LB)
锂一次电池 (又称锂原电池, Primary LB)
锂二次电池 (又称锂可充电 电池，
Rechargeable LB)
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锂离子电池与锂电池的区别
早期的锂电池 锂离子电池(Li-ion Batteries)是锂电池发展而来
与氧化钴锂相比，氧化锂镍具有下列优势：
a、镍比钴便宜
b、可采储量镍约为钴的145倍
c、氧化钴锂与氧化锂镍晶型相同，容易取代
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尖晶石型 Li2MnO4
1、Li2MnO4的理论容量为148mA.h/g，而在实际中 LixMn2O4的x值在0.15~1之间变化，因而实际可逆容 量一般在120mA.h/g左右。
c、锂离子电池负极材料还可以选用合金、氧 化物等其它材料。如：锂合金和非锂合金、 氧化铁锂、氧化钛锂等
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c、使电池具有良好的快速充放可编电辑p性pt 能
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常见锂离子电池的正极材料
a、氧化钴锂
层状氧化钴锂 尖晶石型氧化钴锂
b、锂镍氧化物
c、尖晶石型 Li2MnO4
锂钒氧化物
d、其他锂离子正极材料 导电聚合物
可编…辑…ppt…
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提高氧化钴锂的容量，改善循环性能的方法有：
1、加入铝、铁、锰等元素，稳定层状结构，改善稳定 性，延长循环寿命
2、在锂离子电池的应用中， Li2MnO4正极材料存在的 主要问题是高温工作时电极的循环性能和存放性能
较差
3、制备Li2MnO4的方法有高温固相反应法、化学共沉
淀法、溶胶凝胶法、熔盐浸渍法、模板法等
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锂离子电Baidu Nhomakorabea负极材料
a、以前采用金属锂作为负极
b、目前采用炭材料作为负极材料。如:石墨、 炭纤维、无定形炭、石油焦等