钴酸锂
1.钴酸锂的概述
1992年SONY公司商品化锂电池问世，由于其具有工作电压高、能流密度高、循环压寿命长、自放电低、无污染、安全性能好等独特的优势，现已广泛用作移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源。并已在航天、航海、人造卫星、小型医疗仪及军用通讯设备中逐步发展成为主流应用的能源电池。Sony公司推出的第一块锂电池中，正极材料是钴酸锂，负极材料为碳。其中，决定电池的可充电最大容量及开路电压的主要是正极材料。因此我国现有的生产正极材料公司，产品几乎全部是钴酸锂。与钴酸锂同属4伏正极材料的候选体系有镍酸锂和锰酸锂两大系列，这两个系列材料在性能上各有长短，锰酸锂在原料价格上优势明显。但在容量和循环寿命上存在不足。钴酸锂的实际使用比容量为130mAh／g，循环次数可达到300至500次以上：而锰酸锂的实际比容量在100mAh ／g左右，循环次数为100至200次。另外，磷酸铁锂电池有安全性高。稳定性好、环保和价格便宜优势，但是导电性较差，而且振实密度较低。因此其在小型电池应用上没有优势。国内钴酸锂市场需求变化呈现典型的中国市场特征，历史较短，但发展较快，多数企业在很短时间进入，但生产企业规模不大，产品主要集中在中低档。
2002年，国内钴酸锂材料市场需求量为2400吨，大多数产品依靠进口，但随着国内主要生产企业的投产，产能和需求量得到了极大的提升，2006年需求量达到6500吨，2008年需求量接近9000吨。
2001年全球主要生产高性能钴酸锂、氧化钴材料的生产企业是比利时Umicore 公司，美国OMG和FMC公司,日本的SEIMEI和日本化学公司等国外企业。另外台湾地区的台湾锂科科技公司也是重要的生产企业。而国内的生产企业为北京当升科技、湖南瑞翔、中信国安盟固利、北大先行和西安荣华等。这些生产企业有些是从科研机构孵化而来，有些是具有上有资源优势的企业。
2.钴酸锂的材料构成
LiCoO2在目前商业化的锂离子电池中基本上选用层状结构的锂离子二次电池正极材料（钴酸锂）的液相合成工艺，它采用聚乙烯醇（ＰＶＡ）或聚乙二醇（ＰＥＧ）水溶液为溶剂，锂盐、钴盐分别溶解在ＰＶＡ或ＰＥＧ水溶液中，混合后的溶液经过加热，浓缩形成凝胶，生成的凝胶体再进行加热分解，然后在高温下煅烧，将烧成的粉体碾磨、过筛即得到钴酸锂粉。与现有技术相比，本发明具有合成温度低，得到的产品纯度高、化学组成均匀等优点。
3.钴酸锂的制备
1活性钴酸锂的制备方法，其特征是包括以下步骤：以原生钴矿石为原料，制取高纯钴盐溶
液；在弱氧化气氛下，将浓度为40～70g/l的高纯钴盐溶液与浓度为60～200g/l的沉淀剂混合反应，反应温度为40～80℃，反应时间5～60分钟，反应后pH值为7.2～9.5，过滤、洗涤、干燥得电池级钴盐；在弱氧化气氛下，以400～830℃煅烧电池级钴盐2～7小时，经粉碎制得微米或纳米级四氧化三钴；将粉碎的微米电池级碳酸锂与微米或纳米级四氧化三钴按1.00～1.04∶1摩尔比称量配比后混合，在弱氧化气氛下，以450～950℃煅烧10～20小时，粉碎、分级制得成品。按本发明制得的材料，除化学性能、物力性能优越外，还具有优异的电化学性能。
2钴酸锂的制备方法，其特征是包括以下步骤：a.以原生钴矿石为原料，制取高纯钴盐溶液；
b.在弱氧化气氛下，将浓度为40～70g/l的高纯钴盐溶液与浓度为60～200g/l 的沉淀剂混合反应，反应温度为40～80℃，反应时间5～60分钟，反应后PH值为7.2～9.5，过滤、洗涤、干燥得电池级钴盐；
c.在弱氧化气氛下，以400～830℃煅烧电池级钴盐2～7小时，经粉碎制得微米或纳米级四氧化三钴；
d.将粉碎的微米电池级碳酸锂与微米或纳米级四氧化三钴按1.00～1.04∶1 摩尔比称量配比后混合，在弱氧化气氛下，以450～950℃煅烧10～20小时，粉碎、分级制得成品
4.钴酸锂的优劣性
该正极材料的主要优点为：工作电压较高（平均工作电压为3.7V）、充放电电压平稳，适合大电流充放电，比能量高、循环性能好，电导率高，生产工艺简单、容易制备等。主要缺点为：价格昂贵，抗过充电性较差，循环性能有待进一步提高
三元材料
钴酸锂锂是目前应用最广的电池材料，但钴资源日益匮乏，价格昂贵，且钴酸锂电池在使用过程中存在安全隐患。镍钴锰酸锂以相对廉价的镍和锰取代了钴酸锂中三分之二以上的钴，成本方面优势非常明显，和其他锂离子电池正极材料锰酸锂、磷酸亚铁锂相比，镍钴锰酸锂材料和钴酸锂在电化学性能和加工性能方面非常接近，使得镍钴锰酸锂材料成为新的电池材料而逐渐取代钴酸锂，成为新一代锂离子电池材料的宠儿。
分子式：LiNixCoyMn1-x-yO2 外观：黑色固体粉末，流动性好，无结块物相：符合纯相 LiNiO2结构
形貌：球形或类球形颗粒
主要用途
锂离子电池正极材料。如动力电池、工具电池、聚合物电池、圆柱电池、铝壳电池等。
镍钴锰酸锂性能
（1）高能量密度，理论容量达到280 mAh/g，产品实际容量超过150 mAh/g；
（2）循环性能好在常温和高温下均具有优异的循环稳定性；
（3）具有电压高在2.5-4.3/4.4V电压范围内循环稳定可靠；
（4）热稳定性好在4.4V充电状态下的材料热分解稳定；
（5）循环寿命长1C循环寿命500次容量保持80%以上；
（6）晶体结构理想、自放电小、无记忆效应等突出优点。
制备
镍钴锰酸锂的制备方法主要采用高温固相合成法，共沉淀法。目前主要采用锰化合物、镍化合物及钴酸锂和氢氧化锂作为原料，通过水热反应，得到锂、锰、钴、镍结合良好的前提，再对前提补充配入锂源并研磨得到前躯体，经过煅烧制备得到镍钴锰酸锂。随着全球资源的日益紧张及环境的压力，电池材料必须走定线循环之路。邦普循环科技有限公司成功发明了一种以废旧锂离子电池定向循环镍钴锰酸锂的方法。其主要特点是：将废旧锂离子电池经过拆解、分选、粉碎、筛分等预处理后，再采用高温除粘结剂、氢氧化钠除铝等工艺，采用硫酸和双氧水体系浸出、P204萃取除杂，得纯净的镍、钴、锰溶液，配入适当的硫酸锰、硫酸镍或硫酸钴，调节镍、钴、锰元素的摩尔比；随后采用碳酸铵调节PH值，形成镍钴锰碳酸盐前躯体，接着配入适当碳酸锂，高温烧结合成镍钴锰酸锂。该方法工艺流程简单，原料价格低，，产品附加值高。为废旧电池资源化利用产业及镍钴锰酸锂的生产提供了一条全新的途径。
性能参数：
以下数据来自国内以废旧电池为原料定向循环制备镍钴锰酸锂的佛山市邦普循环科技有限公司
（1）振实密度（g/cm3）2.0-2.4；
（2）比表面积（m2/g）0.3-0.8；
（3）粒径大小D50（um）9-12；
（4）首次放电容量（0.2C）﹥148；
（5）Ni（%）19.5-21.5；
（6）Co（%）19.5-21.5；
（7）Mn（%）18.0-20.0；
（8）Ni+Co+Mn（%）58.0-62.0；
（9）首次可逆效率（%）﹥88.
优点：容量比较高的材料，其比容量比钴酸锂高出30%以上，而且和钴酸锂有相同的上下限电压，比较容易规模化利用，价格相对便宜。安全性也相对较好，价格相对较低，与电解液的相容性好，循环性能优异，是最有可能在小型通讯和小型动力领域同时应用的电池正极材料，甚至有在大型动力领域应用的可能。
缺点：材料的合成相对困难，材料的密度相对较低，材料的电压平台较低，充放电效率较低，和电解液相容性和安全性差等缺陷
应用前景
由于镍钴锰酸锂是在钴酸锂基础上经过改进而成具有较高安全性的正极材料，自提出以来，其凭借容量高、热稳定性能好、充放电压宽等优良的电化学性能而受到广泛关注，被视为下一代锂离子电池正极材料的理想之选。镍钴锰酸锂在层状结构中以Ni和Mn取代部分Co，减少了钴的用量，降低了成本，而且提高了能量密度，目前已在动力型圆柱锂离子电池中得到广泛应用。
锰酸锂
概况
锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一，相比钴酸锂等传统正极材料，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点，是理想的动力电池正极材料，但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂，其中尖晶石型锰酸锂结构稳定，易于实现工业化生产，目前市场产品均为此种结构。尖晶石型锰酸锂属于立方晶系，Fd3m空间群，理论比容量为148mAh/g，由于具有三维隧道结构，锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌，不会引起结构的塌陷，因而具有优异的倍率性能和稳定性
结构
LiMn2O4是一种典型的离子晶体，并有正、反两种构型。XRD分析知正常尖晶石LiMn2O4是具有Fd3m对称性的立方晶体，晶胞常数a=0.8245nm，晶胞体积V=0.5609nm3。氧离子为面心立方密堆积(ABCABC….，相邻氧八面体采取共棱相联)，锂占据1/8氧四面体间隙（V4）位置(Li0.5Mn2O4结构中锂作有序排列：锂有序占据1/16氧四面体间隙)，锰占据氧1/2八面体间隙（V8）位置。单位晶格中含有56个原子:8个锂原子，16个锰原子，32个氧原子，其中Mn3+和Mn4+各占50%。由于尖晶石结构的晶胞边长是普通面心立方结构(fcc)型的两倍，因此，每个晶胞实际上由8个立方单元组成。这八个立方单元可分为甲、乙两种类型。每两个共面的立方单元属于不同类型的结构，每两个共棱的立方单元属于同类结构。每个小立方单元有四个氧离子，它们均位于体对角线中点至顶点的中心即体对角线1/4与3/4处。其结构可简单描述为8个四面体8a位置由锂离子占据，16个八面体位置(16d)由锰离子占据，16d位置的锰是Mn3+和Mn4+按1:1比例占据，八面体的16c位置全部空位，氧离子占据八面体32e位置。该结构中MnO6氧八面体采取共棱相联，形成了一个连续的三维立方排列，即[M2]O4尖晶石结构网络为锂离子的扩散提供了一个由四面体晶格8a、48f和八面体晶格16c共面形成的三维空道。当锂离子在该结构中扩散时，按8a-16c-8a 顺序路径直线扩散(四面体8a位置的能垒低于氧八面体16c或16d位置的能垒)，扩散路径的夹角为107°，这是作为二次锂离子电池正极材料使用的理论基础。
工艺
锰酸锂的生产主要以EMD和碳酸锂为原料，配合相应的添加物，经过混料，烧成，后期处理等步骤而生产的。从原材料及生产工艺的特点来考虑，生产本身无毒害，对环境友好。不产生废水废气，生产中的粉末可以回收利用。因此对环境没有影响
锰酸锂电池参数：
标称电压：3.8v
输出电压范围：2.5~4.2v
标称容量：7500mAh
标准持续放电电流：0.2C
最大持续放电电流：1C
工作温度：充电：0~45℃
放电：-20~60℃
产品尺寸：MAX 19.2*56.5*69.5mm
成品内阻：≤200mΩ
引线型号：国标线UL3302/26#，线长50mm 白色线为10K NTC
保护板参数：(各参数可根据客户产品设置)
过充保护电压/每串4.28±0.025V
过放保护电压 2.4±0.1V
过流值：2~4A
锰酸锂电池的优缺点分析
成本低、安全性好的正极材料，但是其材料本身并不太稳定，容易分解产生气体，因此多用于和其它材料混合使用，以降低电芯成本，但其循环寿命衰减较快，容易发生鼓胀，寿命相对短，主要用于大中型号电芯，动力电池方面，其标称电压为3.8V
磷酸铁锂
概述
磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池. 自1996年日本的NTT首次揭露A yMPO4(A为碱金属，M为CoFe两者之组合:LiFeCOPO4)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后, 1997年美国德克萨斯州立大学John. B. Goodenough等研究群，也接着报导了LiFePO4
的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄石结构(LiMPO4), 使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的LiCoO2相比，LiMPO4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染
磷酸铁锂性能
1.高能量密度，
其理论比容量为170mAh/g，产品实际比容量可超过140 mAh/g（0.2C, 25°C）;
2.安全性，
是目前最安全的锂离子电池正极材料；不含任何对人体有害的重金属元素；
3.寿命长。
在100%DOD条件下，可以充放电2000次以上；(原因：磷酸铁锂晶格稳定性好，锂离子的嵌入和脱出对晶格的影响不大，故而具有良好的可逆性。存在的不足是电子离子传导率差，不适宜大电流的充放电，在应用方面受阻。解决方法：在电极表面包覆导电材料、掺杂进行电极改性。)
4.无记忆效应；
5.充电性能，
磷酸铁锂正极材料的锂电池，可以使用大倍率充电，最快可在1小时内将电池充满。
具体的物理参数：
松装密度：0.7g/cm
振实密度：1.2g/cm
中位径：2-6um
比表面积<30m/g
涂片参数：
LiFePo4:C:PVDF=90:3:7
极片压实密度：2.1-2.4g/cm
电化性能：
克容量>155mAh/g 测试条件：半电池，0.2C，电压4.0-2.0V
循环次数：2000次
国内国际磷酸铁锂材料生产商：
国内：杭州金马能源云南汇龙天津斯特兰北大先行湖南瑞翔铁虎能源台湾长圆台湾立凯郑州朗泰杭州赛恩斯江西金锂科技等
国际：加拿大Phostech、美国V alenc e、美国A123、日本sony. 其中A123规模最大且得到美国政府的大力支持。
6.磷酸铁锂充放电结构变化图
新颖性及特点
磷酸铁锂是一种新型锂离子电池电极材料。其特点是放电容量大，价格低廉，无毒性，不造成环境污染。世界各国正竞相实现产业化生产。
但是其振实密度低，影响电容量。
目前主要的生产方法为高温固相合成法，产品指标比较稳定。
锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料是近几年才出现的事，国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C 充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。
本项目属于高新技术项目中功能性能源材料的开发，是国家“863”计划、“973”计划和“十一五”高技术产业发展规划重点支持的领域。
目前锂离子电池还是以小容量、低功率电池为主，中大容量、中高功率的锂离子电池尚开始试水大规模生产，使得锂离子电池逐步在中大容量UPS、中大型储能电池、电动工具、电动汽车中得到广泛应用。
正极材料是锂离子电池的重要组成部分。
迄今研究最多的正极材料是LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及以上三种材料的衍生物，如LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 等。
LiCoO2 是唯一大规模商品化的正极材料，目前90%以上的商品化锂离子电池采
用LiCoO2 作为正极材料。LiCoO2 的研究比较成熟，综合性能优良，但价格昂贵，容量较低，存在一定的安全性问题。
LiNiO2 成本较低，容量较高，但制备困难，材料性能的一致性和重现性差，存在较为严重的安全问题。LiNi0.8Co0.2O2 可看成LiNiO2 和LiCoO2的固溶体，兼有LiNiO2 和LiCoO2 的优点，一度被人们认为是最有可能取代LiCoO2 的新型正极材料，但仍存在合成条件较为苛刻（需要氧气气氛）、安全性较差等缺点，综合性能有待改进；同时由于含较多昂贵的Co，成本也较高。
尖晶石LiMn2O4 成本低，安全性好，但循环性能尤其是高温循环性能差，在电解液中有一定的溶解性，储存性能差。
新型的三元复合氧化物镍钴锰酸锂(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)材料集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等材料的各自优点：成本与LiNi0.8Co0.2O2 相当，可逆容量大，结构稳定，安全性较好，介于LiNi0.8Co0.2O2 和LiMn2O4 之间，循环性能好，合成容易；但由于含较多昂贵的Co，成本也较高。对中大容量、中高功率的锂离子电池来说，正极材料的成本、高温性能、安全性十分重要。
上述LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正极材料尚不能满足要求。因此，研究开发能用于中大容量、中高功率的锂离子电池的新型正极材料成为当前的热点。
正交橄榄石结构的LiFePO4 正极材料已逐渐成为国内外新的研究热点。初步研究表明，该新型正极材料集中了LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正极材料的各自优点：不含贵重元素，原料廉价，资源极大丰富；工作电压适中（3.4V）；平台特性好，电压极平稳（可与稳压电源媲美）；理论容量大（170mAh/g）；结构稳定，安全性能极佳（O 与P 以强共价键牢固结合，使材料很难析氧分解）；高温性能和热稳定性明显优于已知的其它正极材料；循环性能好；充电时体积缩小，与碳负极材料配合时的体积效应好；与大多数电解液系统兼容性好，储存性能好；无毒，为真正的绿色材料。
与LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4 及其衍生物正极材料相比，LiFePO4 正极材料在成本、高温性能、安全性方面具有突出的优势，可望成为中大容量、中高功率锂离子电池首选的正极材料。
该材料的产业化和普及应用对降低锂离子电池成本，提高电池安全性，扩大锂离子电池产业，促进锂离子电池大型化、高功率化具有十分重大的意义，将使锂离子电池在中大容量UPS、中大型储能电池、电动工具、电动汽车中的应用成为现实。
磷酸铁锂堆积密度低的缺点
然而，磷酸铁锂堆积密度低的缺点一直受到人们的忽视和回避，尚未得到解决，阻碍了材料的实际应用。钴酸锂的理论密度为5.1g/c m3，商品钴酸锂的振实密度一般为2.0-2.4g/cm3；而磷酸铁锂的理论密度仅为3.6g/cm3，本身就比钴酸锂要低得多。
为提高导电性，人们掺入导电碳材料，又显著降低了材料的堆积密度，使得一般掺碳磷酸铁锂的振实密度只有1.0-1.2g/cm3。如此低的堆积密度使得磷酸铁锂的体积比容量比钴酸锂低很多，制成的电池体积将十分庞大，不仅毫无优势可言，而且很难
应用于实际。
因此，提高磷酸铁锂的堆积密度和体积比容量对磷酸铁锂的实用化具有决定意义。粉体材料的颗粒形貌、粒径及其分布直接影响材料的堆积密度。
举例来说，Ni(OH)2 是用于镍氢电池和镍镉电池的正极材料。以前，人们采用片状的Ni(OH)2，其振实密度只有1.5-1.6g/cm3；目前采用的球形Ni(OH)2 的振实密度可达2.2-2.3g/cm3；球形Ni(OH)2 已基本上取代了片状的Ni(OH)2，显著提高了镍氢电池和镍镉电池的能量密度。
本实验室借鉴高密度球形Ni(OH)2 的研究成果，开发成功了锂离子电池高密度球形系列正极材料，包括LiCoO2 、LiMn2O4 LiNi0.8Co0.2O2、LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 等。
其中LiCoO2、LiNi0.8Co0.2O2 的振实密度已可达到2.9g/c m3，远高于商品化的同类材料。研究和实际应用表明，球形产品不仅具有堆积密度高、体积比容量大等突出优点，而且还具有优异的流动性、分散性和可加工性能，十分有利于制作正极材料浆料和电极片的涂覆，提高电极片品质；此外，相对于无规则的颗粒，规则的球形颗粒表面比较容易包覆完整、均匀、牢固的修饰层，因此球形产品更有希望通过表面修饰进一步改善综合性能。
在此基础上，我们提出：球形化是锂离子电池正极材料的发展方向。目前国内外报导的LiFePO4 正极材料都是由无规则的颗粒组成的，粉体材料的堆积密度和能量密度较低。因此，本项目致力于LiFePO4 材料颗粒的球形化，通过颗粒的球形化来提高材料的堆积密度和体积比容量；在此基础上，发挥球形材料易于表面包覆的优势，进一步通过球形颗粒的表面修饰提高材料的综合性能；在对LiFePO4 材料颗粒的球形化和表面修饰的过程中，充分借鉴、吸收、利用人们在提高磷酸铁锂的电导率方面已取得的优秀成果；最终制备出球形、高堆积密度、高体积比容量、高导电性的LiFePO4 正极材料，使之能应用于中大容量、中高功率的锂离子电池，促进该材料的产业化。
目前，本研究室采用二价铁盐或三价铁盐、磷酸或磷酸盐、氨水为原料，通过控制结晶技术合成高密度球形磷酸铁前驱体，再与锂源、碳源共混热处理，通过碳热还原法合成掺碳的高密度球形磷酸铁锂。该磷酸铁锂粉体材料由单分散球形颗粒组成、粒径5-10μm、堆积密度大（振实密度可达1.6-1.8g/cm3）、流动性好、可加工性能好，可逆容量140mAh/g。
磷酸铁锂的制备方法
1.固相合成法:
1.1高温固相反应法:现在最常用,也是最成熟的合成方法.
1.2碳热还原法(CTR):合成方法简单,易于操作,原材料价格低.适合大规模生产.
1.3微波合成法:合成时间短,能耗低,适合实验室的研究.
1.4机械合金化法
2.液相合成法
2.1液相共沉淀法
2.2溶胶-凝胶法
2.3水热合成法
3.其它合成方法
放电等离子烧结技术,喷雾热分解技术和脉冲激光沉积技术也于用于磷酸铁锂的合成.
磷酸铁锂材料的缺点
1、导电性差。这个问题是其最关键的问题。磷酸铁锂之所以这么晚还没有大范围的应用，这是一个主要的问题。但是，这个问题目前已经可以得到完美的解决：就是添加C或其它导电剂。实验室报道可以达到160mAh/g以上的比容量。我们公司生产的磷酸铁锂材料在生产过程中已经添加了导电剂，不需要制作电池时添加。实际上材料应该为：LiFePO4/C，这样一个复合材料。
2、振实密度较低。一般只能达到1.3-1.5g/ml，低的振实密度可以说是磷酸铁锂的最大缺点。这一缺点决定了它在小型电池如手机电池等没有优势。即使它的成本低，安全性能好，稳定性好，循环次数高，但如果体积太大，也只能小量的取代钴酸锂。这一缺点在动力电池方面不会突出。因此，磷酸铁锂主要是用来制作动力电池
钛酸锂
钛酸锂材料的结构特点
Li4Ti5012
钛酸锂的尖晶石型结构
是一种由金属锂和低电位过渡金属钛的复合氧化物，属于AB2X4系列，它可以被描
述成尖晶石固溶体。
其空间点群为Fd3m空间群，晶胞参数a为0.836nm，为不导电的白色晶体，在空气中可以稳定存在。结构类似于反尖晶石:在一个晶胞中，32个氧负离子O2.按立方密堆积排列，占总数3/4的锂离子Li+被四个氧离子紧邻作正四面体配体嵌入空隙，其余的锂离子和所有钛离子Ti4+(原子数目1:5)被六个氧离子紧邻作正八面体配体嵌入空隙，因此其结构可以表示为Li[Li1/3Ti5/3]O4，Li4Ti5012稳定致密的结构可以为有限的锂离子提供进出的通道。Li4Ti5012固有的电子电导率为10-9S/CM Li4Ti5O12最大的特点就是其“零应变性”。所谓“零应变性”是指其晶体在嵌入或脱出锂离子时晶格常数和体积变化都很小，小于1%。在充放电循环中，这种“零应变性”能够避免由于电极材料的来回伸缩而导致结构的破坏，从而提高电极的循环性能和使用寿命，减少循环带来的比容量衰减，具有非常好的耐过充、过放特征。
钛酸锂负极材料
钛酸锂材料理论比容量为175 mAh g-1，实际比容量大于160mAh g-1。钛酸锂材料有独特的优势如：
1 具有循环寿命长，高稳定性能；
2. 放电平台可达1.55V，且平台非常平坦；
3 Li4Ti5O12 是一种“零应变材料”，锂离子具有很好的迁移性。
4. 这种零应变性使其在锂电池负极材料中倍受关注。
钛酸锂产品的技术指标:
项目
单位
测量值
检查械器型式
D10
μm
0.63
Malvern Instruments Ltd
MASTERSIZER2000
D50
μm
1.44
D90
μm
2.43
振实密度
g/ml
1.68
Quantachrome UPYC1000
首次容量
mAh/g
166.34
半电池测试柜
首次效率
%
98
钛酸锂材料的优点
1、它为零应变材料，循环性能好;
2、放电电压平稳，而且电解液不致发生分解，提高锂电池安全性能;
3、与炭负极材料相比，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(为2 *10-8c m2/s)，可高倍率充放电等。
4、钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础。
钛酸锂的缺点
1，比容量比其他的金属基材料低很多。理论容量174mAh/g.
2、导电性差，大电流放电极化比较严重，因而高倍率下性能不佳。
3、作为电池材料其振实密度比较低，单位体积的容量较小。
磷酸钒锂
磷酸钒锂具有单斜结构的Li3V2(PO4)3化合物，不仅具有良好的安全性，并且具有更高的Li+离子扩散系数，更高的放电电压(3.6 V，4.1 V )和能量密度( 2330 mWh / cm3 掺杂碳后)，兼具了钴酸锂和磷酸铁锂的优点，克服了上述两者的缺点，这样，Li3V2(PO4)3被认为是比LiCoO2更好的正极材料。
研究的Li3V2(PO4)3合成工艺简单，便于工业化，且这种正极材料具有很好电化学性能，特别是具有极好的高倍率和低温放电性能
前常见的锂离子电池正极材料主要有层状结构的钴酸锂、镍酸锂，尖晶石结构的锰酸锂和橄榄石结构的磷酸铁锂。其中，钴酸锂（LiCoO2）制备工艺简单，充放电电压较高，循环性能优异而获得广泛应用。但是，因钴资源稀少、成本较高、环境污染较大和抗过充能力较差，其发展空间受到限制。镍酸锂（LiNiO2）比容量较大，但是制备时易生成非化学计量比的产物，结构稳定性和热稳定性差[5]。锰酸锂除了尖晶石结构的LiMn2O4外，还有层状结构的LiMnO2。其中层状LiMnO2比容量较大，但其属于热力学亚稳态，结构不稳定，存在Jahn-Teller效应而循环性能较差。尖晶石结构LiMn2O4工艺简单，价格低廉，充放电电压高，对环境友好，安全性能优异，但比容量较低，高温下容量衰减较严重。磷酸铁锂属于较新的正极材料，其安全性高、成本较低，但存在放电电压低（3.4V）、振实密度低、尚未批量生产等不足。
6大锂电池类型及性能参数汇总！ 我们常常会说到三元锂电池或者铁锂电池，这些都是按照正极活性材料来给锂电池命名的。常见六种锂电池具体包括：钻酸锂，镒酸锂，锲钻镒酸锂(NCM),银钻铝酸锂(NCA),磷酸铁锂，钛酸锂。 一、钻酸锂(LiCoO2) 其高比能量使钻酸锂成为手机，笔记本电脑和数码相机的热门选择。钻酸锂的缺点是寿命相对较短，热稳定性低和负载能力有限(比功率)。像其他钻混合锂离子电池一样，钻酸锂采用石墨负极，其循环寿命主要受到固体电解质界面(SEl)的限制，主要表现在S日膜的逐渐增厚，和快速充电或者低温充电过程的负极镀锂问题。较新的材料体系增加了模，镒和/或铝以提高寿命，负载能力和降低成本。 图1平均钻酸锂电池的蜘蛛图 六角蜘蛛图总结了与运行相关的具体能量或容量方面的钻酸锂性能。钻酸锂在高比能量方面表现出色，但在功率特性、安全性和循环寿命方面只能提供一般的性能表现。
电区标称值为3. 60V;典型工作范围3∙ 0-4. 2V /电池比能150-200Wh ∕kgβ特和电池提供南达240Wh / kg. 充电0.7-1C,充电至4.20V (大部分电池)；典型充电时■长3小时；IC以上的充电电流会缩短电池寿命。 放电1C;放也截止电区2.50V。IC以上的放电电潦会蝮短电池寿命。 桃环寿命500-1000,与放电深度，负荷，温生有关 然失控150, C (302* F)。满充枚态容易带来热失控 应用手机，手板电脑,笔记本电脑，相机 注释非常市的比能量.有限的比功率.话很昂贵。被用作能量型电池・市场份领稳定。 表2钻酸锂的特性 二、镒酸锂(LiMn2O4) 尖晶石镒酸锂电池首次发表于1983年的材料研究报告中。1996 年，MOIi能源公司将镒酸锂为正极材料的锂离子电池商业化。该架构形成三维尖晶石结构，可改善电极上的离子流动，从而降低内部电阻并改善电流承载能力。尖晶石的另一个优点是热稳定性高，安全性提高，但循环和日历寿命有限。 低电池内阻可实现快速充电和大电流放电。18650型电芯，镒酸锂电池可以在20-3OA的电流下放电，并具有适度的热量积累，电池温度不能超过80。5镒酸锂用于电动工具，医疗器械，以及混合动力和纯电动汽车。镒酸锂的容量大约比钻酸锂低三分之一。设计灵活性使工程师能够选择最大限度地延长电池的使用寿命，或者提高最大负载电流或容量。 图3显示了典型镒酸锂电池的蜘蛛图。这些特性参数似乎不太理想，
磷酸铁锂电池参数 磷酸铁锂电池是当今电池技术发展最快的一种电池之一，是一种 无污染、高容量、高效率、高稳定性、低内阻、长使用寿命的新型电池。该电池的参数是指电池的性能指标，包括电压、容量、充电速率、放电速率、循环寿命等。 1. 电压：磷酸铁锂电池的标称电压为3.2V，实际工作电压一般 在2.8V ~ 3.6V之间。在使用时需要注意保持正负极间的电压差在合 适的范围内，避免电压过低或过高，影响电池的性能和寿命。 2. 容量：磷酸铁锂电池的容量一般指额定容量，也就是电池从 充满电到放完电所能提供的电能量。电池的容量与电压、负载电流等 因素有关，一般使用时需按照额定容量进行充放电，以达到较长的使 用寿命。 3. 充电速率：磷酸铁锂电池的充电速率一般指充电倍率，即以 电池额定容量为基准，充电电流与电池额定容量的比值。该电池的充 电倍率一般在0.2C ~ 1C之间，即以电池额定容量的0.2倍至1倍进 行充电。充电速率过快会影响电池的寿命，应尽量避免。 4. 放电速率：磷酸铁锂电池的放电速率一般指放电倍率，即以 电池额定容量为基准，负载电流与电池额定容量的比值。该电池的放 电倍率一般在0.2C ~ 3C之间，即以电池额定容量的0.2倍至3倍进 行放电。放电速率过快会影响电池的性能和寿命，应尽量避免。 5. 循环寿命：磷酸铁锂电池的循环寿命指电池能够完成多少次 循环充放电，一般表述为充放电循环次数。该电池的循环寿命较长， 一般能够达到2000次以上，但是实际循环次数会受到电池的使用与维 护等因素的影响。 总之，磷酸铁锂电池参数的稳定性和可靠性很高，但为了达到最 佳的使用效果，需要在使用时注意电压、容量、充放电速率等因素， 以及在充放电中保持合适的工作温度和避免极化现象。只有科学合理 地使用该电池，才能充分发挥其性能，延长使用寿命。
六种锂电池特性及参数分析（钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂）我们常常会说到三元锂电池或者铁锂电池，这些都是按照正极活性材料来给锂电池命名的。本文汇总六种常见锂电池类型以及它们的主要性能参数。大家都知道，相同技术路线的电芯，其具体参数并不完全相同，本文所显示的是当前参数的一般水平。六种锂电池具体包括：钴酸锂（LiCoO2）、锰酸锂（LiMn2O4）、镍钴锰酸锂（LiNiMnCoO2或NMC）、镍钴铝酸锂（LiNiCoAlO2或称NCA）、磷酸铁锂（LiFePO4）和钛酸锂 （Li4Ti5O12）。 钴酸锂（LiCoO2） 其高比能量使钴酸锂成为手机，笔记本电脑和数码相机的热门选择。电池由氧化钴阴极和石墨碳阳极组成。阴极具有分层结构，在放电期间，锂离子从阳极移动到阴极，充电过程则流动方向相反。结构形式如图1所示。 图1：钴酸锂结构
阴极具有分层结构。在放电期间，锂离子从阳极移动到阴极; 充电时流量从阴极流向阳极。钴酸锂的缺点是寿命相对较短，热稳定性低和负载能力有限（比功率）。像其他钴混合锂离子电池一样，钴酸锂采用石墨阳极，其循环寿命主要受到固体电解质界面（SEI）的限制，主要表现在SEI膜的逐渐增厚，和快速充电或者低温充电过程的阳极镀锂问题。较新的材料体系增加了镍，锰和/或铝以提高寿命，负载能力和降低成本。 钴酸锂不应以高于容量的电流进行充电和放电。这意味着具有2,400mAh的18650电池只能以小于等于2,400mA充电和放电。强制快速充电或施加高于2400mA的负载会导致过热和超负荷的应力。为获得最佳快速充电，制造商建议充电倍率为0.8C或约2,000mA。电池保护电路将能量单元的充电和放电速率限制在约1C的安全水平。 六角蜘蛛图（图2）总结了与运行相关的具体能量或容量方面的钴酸锂性能；具体功率或提供大电流的能力；安全；在高低温环境下的性能表现；寿命包括日历寿命和循环寿命；成本特性。蜘蛛图中没有显示的其他重要特征还包括毒性，快速充电能力，自放电和保质期。 图2：平均钴酸锂电池的蜘蛛图。
磷酸铁锂电池基本参数 磷酸铁锂电池（LiFePO4电池）是一种锂离子电池，具有高能量密度、长循环寿命和良好的安全性能。它已被广泛应用于电动汽车、储能系统和便携电子设备等领域。在了解磷酸铁锂电池的基本参数之前，我们先来了解一下它的结构。 一、磷酸铁锂电池结构 磷酸铁锂电池由正极、负极、电解液和隔膜组成。正极材料采用磷酸铁锂（LiFePO4），负极材料通常为石墨（C），电解液是锂盐溶液，隔膜用于隔离正负电极。 二、磷酸铁锂电池基本参数 1. 额定电压（Nominal Voltage）：磷酸铁锂电池的额定电压为3.2伏特（V）。这是电池在标准条件下的电压输出值。 2. 额定容量（Nominal Capacity）：磷酸铁锂电池的额定容量通常以毫安时（mAh）或安时（Ah）来表示。它代表了电池在一次完全充放电循环中所能释放的电荷量。 3. 充电电压范围（Charge Voltage Range）：磷酸铁锂电池的充电电压范围一般为2.8V至3.6V。超出这个范围可能会导致电池损坏或安全问题。
4. 最大充电电流（Maximum Charge Current）：磷酸铁锂电池的最大充电电流是指电池能够接受的最大充电速率。一般来说，充电电流越大，充电时间越短，但同时也会增加电池的温度升高和寿命缩短的风险。 5. 最大放电电流（Maximum Discharge Current）：磷酸铁锂电池的最大放电电流是指电池能够提供的最大电流输出能力。超过最大放电电流可能会引起电池过热、容量损失甚至发生安全事故。 6. 充放电温度范围（Temperature Range）：磷酸铁锂电池的充放电温度范围是指电池能够正常工作的温度范围。一般而言，磷酸铁锂电池的工作温度范围为-20℃至60℃。 7. 循环寿命（Cycle Life）：磷酸铁锂电池的循环寿命是指电池能够完成的充放电循环次数。磷酸铁锂电池具有较长的循环寿命，一般可达2000次以上。 8. 能量密度（Energy Density）：磷酸铁锂电池的能量密度是指电池单位体积或单位质量所储存的能量。磷酸铁锂电池的能量密度通常较高，能够满足电动汽车等高能量需求的应用。 9. 安全性能（Safety Performance）：磷酸铁锂电池相比其他锂离子电池具有更好的安全性能，不易发生过热、燃烧或爆炸等事故。 总结：
新能源锂电池的参数主要包括以下几个方面： 1.电压：表示电池能够提供的电势差，通常以伏特（V）为单位表示。电压越高，电池 的输出功率也就越大。对于常见的18650电池，锂离子电池的标称电压为3.7V，充电截止电压为4.2V；磷酸铁锂电池的标称电压为3.2V，放电截止电压为3.6V。 2.容量：衡量电池性能的重要性能指标之一，表示在一定条件下 放电率、温度、终 止电压等）电池放出的电量，通常以安培·小时为单位（ 简称，以A·H表示）。容量越大，电池能够储存的能量越多，因此可以供电更长时间。对于18650电池，其容量通常在1200mAh至3350mAh之间，常见的容量为2200mAh至2600mAh。 3.能量密度：单位体积或单位质量电池释放的能量，如果是单位体积，即体积能量密 度（ Wh/L），如果是单位质量，就是质量能量密度（ Wh/kg）。比如一节锂电池重300g，额定电压为3.7V，容量为10Ah，则其比能量为123Wh/kg。 4.功率密度：表示电池单位体积或单位质量所能输出的功率，单位通常为W/L或W/kg。 5.充电速率：表示电池能够接受的充电速度，通常以C值为单位表示，C值等于电池 容量的一部分。例如，一个100Ah电池的1C充电速率等于100A。 6.放电速率：表示电池能够输出的最大电流，通常以C值为单位表示，C值等于电池 容量的一部分。例如，一个100Ah电池的1C放电速率等于100A。 7.循环寿命：表示电池能够进行多少次完全充电和完全放电循环。循环寿命通常与电 池的化学结构有关。 8.自放电率：表示电池在未使用时自然放电的速度。自放电率越低，电池保存能量的 时间就越长。 以上参数是评估新能源锂电池性能的重要指标，具体参数值会因不同的电池类型和品牌而有所不同。
锂电池常用参数详细解析能量密度、放电倍率、荷电状态，电池内阻…… 这一连串的锂电参数、专有名词，对于很多对电池知识了解不多的朋友来说，值得参考学习。 那么，我们使用电池时，那些比较常见的参数、名词，到底是什么意思，现作详细解析？ 一.能量密度（Wh/L&Wh/kg） 电池能量密度，是单位体积或单位质量电池释放的能量，如果是单位体积，即体积能量密度（Wh/L），很多地方直接简称为能量密度；如果是单位质量，就是质量能量密度（Wh/kg），很多地方也叫比能量。
例如，参考能量密度公式，一节锂电池重300g，额 定电压为3.7V，容量为10Ah，则其比能量为 123Wh/kg。 体积能量密度(Wh/L)=电池容量(mAh)×3.6(V)/（厚 度(cm)*宽度(cm)*长度(cm)） 质量能量密度(Wh/KG)=电池容量(mAh)×3.6(V)/电 池重量 二.电池充放电倍率（C） 电池充放电倍率是指在规定时间内充进/放出其额定容量（Q）时所需要的电流值，它在数值上等于电池额定容量的倍数。电池放电倍率的单位一般为C(C-rate的简写)，如0.5C，1C，5C等。
电池的充放电倍率，决定了我们可以以多快的速度，将一定的能量存储到电池里面，或者以多快的速度，将电池里面的能量释放出来。 以XTAR 18650 2600mAh的电池为例： 以25A放电，其放电倍率约为9.6C，反过来讲9.6C 放电，放电电流为25A，0.1h放电完毕； 以2.1A充电，其充电倍率约为0.8C，反过来讲0.8C 充电，充电电流为2.1A，1.25h充电完毕。 （注：因锂电池采取恒流恒压充电方式，故其实际充 满电的时间要比1.25h长） 充放电倍率=充放电电流（A）/额定容量（Ah）
六种锂电池特性及参数分析 锂电池是目前应用最广泛的二次电池之一，具有高能量密度、长寿命、轻巧等优点。在不同应用领域，六种锂电池具有各自的特性和参数。以下 将对锂离子电池、锂聚合物电池、锂铁电池、锂硫电池、锂钛酸电池和锂 空气电池进行特性和参数分析。 1.锂离子电池：锂离子电池是最常用的锂电池类型之一，具有高能量 密度、循环寿命长、自放电率低等特点。其中，正极材料常用的有锰酸锂、钴酸锂、氧化镁等。锂离子电池的电压通常在3.6V左右，充放电效率高 达90%以上，循环寿命可达数百到数千次。此外，锂离子电池具有较好的 安全性能和稳定性。 2.锂聚合物电池：锂聚合物电池是锂离子电池的一种变种，它采用了 聚合物电解质代替了液态电解质。由于聚合物电解质具有高电导率、轻巧、薄型、可塑性强等优点，使得锂聚合物电池在移动设备、电动汽车等领域 得到广泛应用。锂聚合物电池的能量密度较高，尤其是针对小型便携设备，体积轻盈的特点更为突出。 3.锂铁电池：锂铁电池是一种新兴的锂电池技术，其正极材料为磷酸 铁锂，相较于锂离子电池，具有更高的循环寿命、更好的安全性能和更高 的充放电效率。锂铁电池的电压一般为 3.2V左右，循环寿命可达数千次，充放电效率接近100%。目前，锂铁电池主要应用于电动汽车领域。 4.锂硫电池：锂硫电池是一种新兴的高能量密度电池，其正极材料为硫。锂硫电池具有非常高的理论能量密度，达到了理论上锂离子电池的五 倍以上。然而，锂硫电池在电化学稳定性、循环寿命和安全性等方面仍然 存在挑战，因此目前尚处于研究和开发阶段。
5.锂钛酸电池：锂钛酸电池采用锂钛酸及其衍生物为负极材料，具有快速充放电性能、宽温度范围、长循环寿命和较好的安全性能。锂钛酸电池适用于需要高功率输出和长时间使用的电动工具、混合动力车和储能系统等领域。 6. 锂空气电池：锂空气电池是一种基于氧气作为电化学反应物的电池，其正极材料为空气。锂空气电池具有极高的能量密度，远远超过了其他类型的锂电池，理论能量密度可达到2000Wh/kg以上。然而，锂空气电池在实际应用中还面临着稳定性差、寿命短等问题，需要进一步研究和开发。 综上所述，六种锂电池具有各自独特的特性和参数，并在不同的应用领域中发挥着重要作用。随着科技的不断进步和锂电池技术的不断发展，相信将会有更多新型锂电池问世，为各种移动设备、电动车辆和能源储存系统等提供更高效、安全和可靠的能源解决方案。
锂电池的基本参数’ 锂电池的基本参数 一、电池类型 当今社会，锂电池已经成为最常见和普遍使用的一种电池类型。锂电池根据不同的结构和性质，可分为锂离子电池、锂聚合物电池和锂硫电池等多种类型。 1. 锂离子电池：具有高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点，被广泛应用于移动通信、电动工具、电动汽车等领域。它由锂离子在正负极之间的迁移和嵌入嵌出过程构成电化学反应，电池电压一般为3.2V至3.8V。 2. 锂聚合物电池：相比锂离子电池，它具有更高的能量密度、更轻的重量和更好的安全性能。由于其可以制成柔性薄膜电池，因此广泛应用于智能手表、平板电脑、无人机等便携式电子设备。锂聚合物电池电压一般为 3.6V至3.7V。 3. 锂硫电池：锂硫电池被誉为绿色环保电池，具有高能量密度、低成本和天然资源丰富等优势。它采用硫作为正极材料，锂金属或锂合金作为负极材料，具有更高的理论能量密度和更广泛的应用前景。 二、电池容量
电池容量是指电池所能存储的电荷量，通常用容量单位"安时(Ah)"表示。不同的电池类型和规格具有不同的容量大小。举个例子，一个5.0Ah 的锂电池能够在规定电压下，提供5安培的电流给设备使用一个小时。 三、电池充电速率 充电速率是指电池从放电状态充电至满电状态所需的时间。充电速率 是决定锂电池充电效率的重要指标之一。一般来说，电池充电速率越高，即外部电源提供的电流越大，电池充电所需的时间就越短。 四、电池循环寿命 电池循环寿命是指电池在特定条件下，经过充放电循环可以达到的使 用寿命。循环寿命是衡量电池性能优劣的重要指标，也是决定电池可 靠性和经济性的关键因素。一般来说，电池循环寿命越长，电池的使 用寿命就越长。 五、电池安全性 电池安全性是指电池在正常使用和充电过程中不会发生爆炸、燃烧等 危险情况。锂电池的安全性问题一直备受关注，因为不当的使用或充 电可能导致电池过热、起火甚至爆炸。因此，严格的质量控制和合理 的使用方法对于确保锂电池的安全性至关重要。
常用锂电参数介绍 能量密度（Wh/L&Wh/kg） 单位体积或单位质量电池释放的能量，如果是单位体积，即体积能量密度（Wh/L），很多地方直接简称为能量密度；如果是单位质量，就是质量能量密度（Wh/kg），很多地方也叫比能量。如一节锂电池重300g，额定电压为3.7V，容量为10Ah，则其比能量为123Wh/kg。 功率密度（W/L&W/kg） 将能量除以时间，便得到功率，单位为W或kW。同样道理，功率密度是指单位质量（有些地方也直接叫比功率）或单位体积电池输出的功率，单位为W/kg 或W/L。比功率是评价电池是否满足电动汽车加速性能的重要指标。 比能量和比功率的区别 比能量高的动力电池就像龟兔赛跑里的乌龟，耐力好，可以长时间工作，保证汽车续航里程长。 比功率高的动力电池就像龟兔赛跑里的兔子，速度快，可以提供很高的瞬间电流，保证汽车加速性能好。 电池放电倍率（C） 放电倍率是指在规定时间内放出其额定容量（Q）时所需要的电流值，它在数值上等于电池额定容量的倍数。即充放电电流（A）/额定容量（Ah），其单位一般为C(C-rate的简写)，如0.5C，1C，5C等。 电池的充放电倍率，决定了我们可以以多快的速度，将一定的能量存储到电池里面，或者以多快的速度，将电池里面的能量释放出来。 荷电状态（%）
SOC，全称是StateofCharge，荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池放电后剩余容量与其完全充电状态的容量的比值。 其取值范围为0~1，当SOC=0时表示电池放电完全，当SOC=1时表示电池完全充满。电池管理系统（BMS）就是主要通过管理SOC并进行估算来保证电池高效的工作，所以它是电池管理的核心。 目前SOC估算主要有开路电压法、安时计量法、人工神经网络法、卡尔曼滤波法等，我们以后再详细解读。 内阻 内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部受到的阻力。 包括欧姆内阻和极化内阻，其中：欧姆内阻包括电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的电阻；极化内阻包括电化学极化电阻和浓差极化电阻。 内阻的单位一般是毫欧姆(mΩ)，内阻大的电池，在充放电的时候，内部功耗大，发热严重，会造成电池的加速老化和寿命衰减，同时也会限制大倍率的充放电应用。所以，内阻做的越小，电池的寿命和倍率性能就会越好。通常电池内阻的测量方法有交流和直流测试法。 电池自放电 指在开路静置过程中电压下降的现象，又称电池的荷电保持能 一般而言，电池自放电主要受制造工艺、材料、储存条件的影响。 自放电按照容量损失后是否可逆划分为两种：容量损失可逆，指经过再次充电过程容量可以恢复；容量损失不可逆，表示容量不能恢复。 目前对电池自放电原因研究理论比较多，总结起来分为物理原因（存储环境，制造工艺，材料等）以及化学原因（电极在电解液中的不稳定性，内部发生化学
钴酸锂 1.钴酸锂的概述 1992年SONY公司商品化锂电池问世，由于其具有工作电压高、能流密度高、循环压寿命长、自放电低、无污染、安全性能好等独特的优势，现已广泛用作移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等的电源。并已在航天、航海、人造卫星、小型医疗仪及军用通讯设备中逐步发展成为主流应用的能源电池。Sony公司推出的第一块锂电池中，正极材料是钴酸锂，负极材料为碳。其中，决定电池的可充电最大容量及开路电压的主要是正极材料。因此我国现有的生产正极材料公司，产品几乎全部是钴酸锂。与钴酸锂同属4伏正极材料的候选体系有镍酸锂和锰酸锂两大系列，这两个系列材料在性能上各有长短，锰酸锂在原料价格上优势明显。但在容量和循环寿命上存在不足。钴酸锂的实际使用比容量为130mAh／g，循环次数可达到300至500次以上：而锰酸锂的实际比容量在100mAh ／g左右，循环次数为100至200次。另外，磷酸铁锂电池有安全性高。稳定性好、环保和价格便宜优势，但是导电性较差，而且振实密度较低。因此其在小型电池应用上没有优势。国内钴酸锂市场需求变化呈现典型的中国市场特征，历史较短，但发展较快，多数企业在很短时间进入，但生产企业规模不大，产品主要集中在中低档。 2002年，国内钴酸锂材料市场需求量为2400吨，大多数产品依靠进口，但随着国内主要生产企业的投产，产能和需求量得到了极大的提升，2006年需求量达到6500吨，2008年需求量接近9000吨。 2001年全球主要生产高性能钴酸锂、氧化钴材料的生产企业是比利时Umicore 公司，美国OMG和FMC公司,日本的SEIMEI和日本化学公司等国外企业。另外台湾地区的台湾锂科科技公司也是重要的生产企业。而国内的生产企业为北京当升科技、湖南瑞翔、中信国安盟固利、北大先行和西安荣华等。这些生产企业有些是从科研机构孵化而来，有些是具有上有资源优势的企业。 2.钴酸锂的材料构成 LiCoO2在目前商业化的锂离子电池中基本上选用层状结构的锂离子二次电池正极材料（钴酸锂）的液相合成工艺，它采用聚乙烯醇（ＰＶＡ）或聚乙二醇（ＰＥＧ）水溶液为溶剂，锂盐、钴盐分别溶解在ＰＶＡ或ＰＥＧ水溶液中，混合后的溶液经过加热，浓缩形成凝胶，生成的凝胶体再进行加热分解，然后在高温下煅烧，将烧成的粉体碾磨、过筛即得到钴酸锂粉。与现有技术相比，本发明具有合成温度低，得到的产品纯度高、化学组成均匀等优点。 3.钴酸锂的制备 1活性钴酸锂的制备方法，其特征是包括以下步骤：以原生钴矿石为原料，制取高纯钴盐溶
6大锂电池类型及性能参数汇总! 锂电池是目前应用最广泛的电池之一，被广泛用于移动设备、电动车辆、储能系统等领域。目前市场上主要有六种类型的锂电池，它们分别是锂离子电池(Li-ion)、锂聚合物电池(Li-polymer)、磷酸铁锂电池(LiFePO4)、锰酸锂电池(LiMn2O4)、钴酸锂电池(LiCoO2)和钴酸锂锰酸锂电池(LNMC)。下面将对这六种锂电池的性能参数进行汇总。 1. 锂离子电池(Li-ion) 性能参数： -标称电压：3.7V - 比能量：150-250Wh/kg - 比功率：150-300W/kg -充电效率：90-95% -电池寿命：500-1000次循环 锂离子电池具有高能量密度、高电池电压和较长的循环寿命的优点，是目前市场上应用最广泛的锂电池类型。 2. 锂聚合物电池(Li-polymer) 性能参数： -标称电压：3.7V - 比能量：300-500Wh/kg - 比功率：150-300W/kg
-充电效率：90-95% -电池寿命：500-1000次循环 锂聚合物电池采用了聚合物电解质，相较于锂离子电池具有更高的能量密度和更薄的灵活设计，但循环寿命相对较短。 3.磷酸铁锂电池(LiFePO4) 性能参数： -标称电压：3.2V - 比能量：90-120Wh/kg - 比功率：30-60W/kg -充电效率：99% -电池寿命：2000次以上循环 磷酸铁锂电池具有高安全性、较长的循环寿命和较低的自放电率，在电动车辆和储能领域有较大应用。 4.锰酸锂电池(LiMn2O4) 性能参数： -标称电压：3.7V - 比功率：100-150W/kg -充电效率：90-95% -电池寿命：500-700次循环
锂电池指标 锂电池主要有以下六种性能指标：1.电池的开路电压2.电池的内阻3.电池的工作电压4.充电电压充电电压是指二次电池在充电时，外电源加在电池两端的电压。充电的基本方法有恒电流充电和恒电压充电。一般采用恒电流充电，其特点时在充电过程中充电电流恒定不变。 锂电池主要有以下六种性能指标： 1.电池的开路电压 2.电池的内阻 低温高能量密度18650 3500mAh 低温高能量密度18650 3500mAh 比能量252Wh/kg，-40℃放电容量≥70% 充电温度：0~45℃ -放电温度：-40~+55℃ -40℃支持最大放电倍率：1C -40℃0.5放电容量保持率≥70% 3.电池的工作电压
4.充电电压 充电电压是指二次电池在充电时，外电源加在电池两端的电压。充电的基本方法有恒电流充电和恒电压充电。一般采用恒电流充电，其特点时在充电过程中充电电流恒定不变。随着充电的进行，活性物质被恢复，电极反应面积不断缩小，电机的极化逐渐增高。 5.电池容量 电池容量是指从电池获得电量的量，常用C表示，单位常用Ah 或mAh表示。容量是电池电性能的重要指标。电池的容量通常分为理论容量、实际容量和额定容量。 无磁低温18650 2200mAh 无磁低温18650 2200mAh -40℃0.5C放电容量≥70% 充电温度：0~45℃ 放电温度：-40~+55℃ -40℃最大放电倍率：1C -40℃放电容量保持率：0.5C放电容量≥70%
电池容量由电极的容量决定，若电极的容量不等，电池的容量取决于容量小的那个电极，但决不是正负极容量之和。 6.电池的贮存性能和寿命 化学电源的主要特点之一是在使用时能够放出电能，不用时能贮存电能。所谓贮存性能对于二次电池来说为充电保持能力。 对于二次电池，使用寿命时衡量电池性能好坏的一个重要参数。二次电池经过一次充电和放电，称为一个周期（或已此循环）。在一定的充放电制度下，电池容量达到某一规定值之前电池能经受的充放电次数称为二次电池的使用周期。锂离子电池具有优良的贮存性能和长的循环寿命。
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锂电池的六个主要参数 1、电池容量 电池的容量由电池内活性物质的数量决定，通常用毫安时mAh或者 Ah 表示。例如1000 mAh就是能以1 A的电流放电1 h换算为所含电荷量大约为3600 C。 2、标称电压 电池正负极之间的电势差称为电池的标称电压。标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。 锂电放电图，是呈抛物线的，4.3V降到3.7V和3.7V降到3.0V，都是变化很快的。惟有3.7V左右的放电时间是最长的，几乎占到了3/4的时间，因此锂电池的标称电压是指维持放电时间最长的那段电压。 锂电池的标称电压有3.7V和3.8V，如果为3.7V，则充电终止电压为4.2V，如果为3.8V，则充电终止电压为4.35V。 3、充电终止电压 可充电电池充足电时，极板上的活性物质已达到饱和状态，再继续充电，电池的电压也不会上升，此时的电压称为充电终止电压。锂离子电池为4.2 V或者4.35V。 4、放电终止电压 放电终止电压是指蓄电池放电时允许的最低电压。放电终止电压和放电率有关。一般来讲单元锂离子电池为2.7 V。 5、电池内阻
电池的内阻由极板的电阻和离子流的阻抗决定，在充放电过程中，图像引擎以及极板的电阻是不变的，但离子流的阻抗将随电解液浓度和带电离子的增减而变化。当锂电池的OCV电压降低时，阻抗会增大，因此在低电（小于3V）充电时，要先进行预充电（涓流充电），防止电流太大引起电池发热量过大。 6、自放电率 是指在一段时间内，电池在没有使用的情况下，自动损失的电量占总容量的百分比。一般在常温下锂离子电池自放电率为5%-8%。
一、锂电池工作原理与种类 1. 锂电池工作原理 锂电池是指用两个能可逆的嵌入与脱嵌的锂离子化合物作为正负极构成的二次电池。锂电池主要由正极板、负极板、电解质、隔膜与外壳组成。 其中，正极板上的活性物质一般选用LiCo02、LiNi02或者LiMn204，负极板上的活性物质一般选择碳材料。电解质采用LiPF6的乙烯碳酸脂（EC）、丙烯碳酸脂（PC）和低粘度二乙基碳酸脂（DEC）等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系。隔膜采用聚烯微多孔膜PE、PP或他们的复合膜。外壳采用钢或者铝材料。 当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入。 当电池放电时，锂离子从负极中脱嵌，在正极中嵌入。 2. 锂电池分类 锂离子电池目前有液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLIB)两类，聚合物锂离子电池与液态锂的工作原理相同，主要区别是电解液的不同。液态锂离子电池采用的是液态电解液，而聚合物锂离子电池主要采用聚合物电解质，这种聚合物可以是干态，也可以是胶态，目前大部分采用聚合物锂离子电池。 由于聚合物锂离子电池使用了胶体电解质，不会像液体电解液一样泄露，所以装配很容易，使得整体电池很轻，很薄。也不会产生由于漏液与燃料爆炸等安
全上的问题，因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而提高整个电池的比容量；聚合物锂离子电池还可以采用高分子做正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50%以上。 二、锂电池主要性能指标 1. 电压（V） （1）电动势——电池正极负极之间的电位差E。 （2）额定电压——电池在标准规定条件下工作时应达到的电压。 （3）工作电压(负载电压、放电电压)——在电池两端接上负载R后，在放电过程中显示出的电压，等于电池的电动势减去放电电流i在电池内阻r上的电压降，U=E-i*r。 （4）终止电压——电池在一定标准所规定的放电条件下放电时，电池的电压将逐渐降低，当电池再不宜继续放电时，电池的最低工作电压称为终止电压。当电池的电压下降到终止电压后，再继续使用电池放电，化学“活性物质”会遭到破坏，减少电池寿命。 2. 电池容量（Ah） （1）理论容量——根据蓄电池活性物质的特性，按法拉第定理计算出的高理论值，一般用质量容量Ah/kg或体积容量Ah/L来表示。 （2）实际容量——在一定条件下所能输出的电量，等于放电电流与放电时间的乘积。 （3）标称容量——用来鉴别电池的近似安时值。 （4）额定容量——按一定标准所规定的放电条件下，电池应该放出的最低限度的容量。 （5）荷电状态(SOC)——电池在一定放电倍率下，剩余电量与相同条下额定容量的比值。反映电池容量的变化。 3. 能量(W*h、kw*h) （1）标称能量——按一定标准所规定的放电条件下，电池所输出的能量，电池的标称能量是电池额定容量与额定电压的乘积。 （2）实际能量——在一定条件下电池所能输出的能量，电池的实际能量是电池的实际容量与平均电压的乘积。 （3）比能量(Wh/kg)——动力电池组单位质量中所能输出的能量。 （4）能量密度(Wh/L)——动力电池组单位体积中所能输出的能量。 4. 功率(W、kW) 在一定的放电制度下，电池在单位时间内所输出的能量。 （1）比功率(W/kg)——动力电池组单位质量中所具有的电能的功率。 （2）功率密度(W/L)——动力电池组单位体积中所能输出的能量。 5. 电池内阻 电流流过电池内部受到的阻力，使电池电压降低，此阻力称为电池内阻。由于电池内阻的作用，电池放电时端电压低于电动势和开路电压。充电时端电压高于电动势和开路电压。 锂电池的内阻包括欧姆内阻和极化内阻。欧姆内阻由电极材料、电解液、隔膜电阻以及各部分零件的接触电阻组成。极化内阻是指化学反应时由极化引起的电阻，包括电化学极极化和浓差极化引起的电阻。 锂离子电池的实际内阻是指电池在工作时，电流流过电池内部所受到的阻
星恒锂电池参数 星恒锂电池是目前市场上常见的一种电池类型，具有高能量密度、长寿命、轻量化等特点，被广泛应用于电动车、储能系统和移动设备等领域。下面将介绍一些星恒锂电池的参数。 1. 电池容量（Capacity）：电池容量是指电池能够存储的电荷总量，通常以安时（Ah）为单位。星恒锂电池的容量一般在1000mAh到5000mAh之间，不同型号的电池容量有所差异。 2. 额定电压（Rated Voltage）：星恒锂电池的额定电压通常为 3.7V，这是电池正常工作时的电压。在充电和放电过程中，电压会有所变化，但额定电压是电池的标准工作电压。 3. 最大充电电压（Max Charge Voltage）：星恒锂电池的最大充电电压一般为 4.2V，超过这个电压会导致电池过充，可能引发安全风险。 4. 充电温度范围（Charge Temperature Range）：星恒锂电池的充电温度范围一般在0℃到45℃之间，超出这个范围可能影响电池的性能和寿命。 5. 放电温度范围（Discharge Temperature Range）：星恒锂电池的放电温度范围一般在-20℃到60℃之间，超出这个范围电池的性能可能下降。
6. 储存温度范围（Storage Temperature Range）：星恒锂电池的储存温度范围一般在-20℃到45℃之间，超出这个范围可能导致电池容量损失或安全问题。 7. 充放电效率（Charge/Discharge Efficiency）：星恒锂电池的充放电效率通常在90%以上，即在充电和放电过程中，电池能够有效转换电能而不损失太多能量。 8. 循环寿命（Cycle Life）：星恒锂电池的循环寿命一般在500次以上，指的是电池能够完成多少次充放电循环后容量降低到原来的80%。 9. 快充能力（Fast Charging Capability）：星恒锂电池具有较高的快充能力，能够在较短时间内完成充电。一般来说，星恒锂电池支持2C的快充，即电池容量的两倍电流。 10. 安全性能（Safety Performance）：星恒锂电池具有较高的安全性能，采用了多重保护措施，如过充保护、过放保护、过流保护等，能够有效避免电池在异常情况下发生事故。 总结起来，星恒锂电池具有较高的能量密度、长寿命、轻量化等优点，并且具备较高的充放电效率和安全性能。这些参数对于电动车、储能系统和移动设备等领域的应用具有重要意义，能够提供稳定可靠的电源供应。随着科技的不断进步，相信星恒锂电池的性能还会
锂电池常用参数介绍 1、容量（Capacity，单位：Ah） 这是大家比较关心的一个参数。电池容量是衡量电池性能的重要性能指标之一，它表示在一定条件下（放电率、温度、终止电压等）电池放出的电量（可用JS-150D做放电测试），即电池的容量，通常以安培·小时为单位（简称，以A·H表示，1A·h=3600C）。例如一个电池为48V200ah，那么就是说该电池可以存储48V200ah=9.6KWh，即9.6度电。电池容量按照不同条件分为实际容量、理论容量与额定容量。 实际容量指在一定的放电制下（一定沉度，一定的电流密度和终止电压），电池所能给出的电量。实际容量一般都不等于额定容量，它与温度、湿度、充放电倍率等直接相关。一般情况下，实际容量比额定容量偏小一些，有时甚至比额定容量小很多。 理论容量指的是活性物质全部参加电池反应所给出的电量。即最理想状态下的容量。额定容量是指铭牌上所标明的电机或电器在额定工作条件下能长期持续工作的容量。通常对变压器指视在功率，对电机指有功功率，对调相设备指视在功率或无功功率，单位为V A，kV A，MV A。 应用中，极板的几何尺寸、终止电压、温度、放电率等对电池容量都会产生影响，比如北方的冬季，如果在室外使用手机，电池容量会迅速下降。 2、能量密度（Energy Density，单位：Wh/kg或Wh/L）
能量密度，电池能量密度，对于给定的电化学储能装置，所能充入的能量与储能介质的质量或体积之比。前者称质量能量密度，后者称体积能量密度，单位分别为瓦·时/千克Wh/kg，瓦·时/升Wh/L。这里的电量，是上面提到的容量（Ah）与工作电压（V）的积分。在应用的时候，能量密度这个指标比容量更具有指导性意义。 基于当前的锂离子电池技术，能够达到的能量密度水平大约在100~200Wh/kg，这一数值还是比较低的，在许多场合都成为锂离子电池应用的瓶颈。这一问题同样出现在电动汽车领域，在体积和重量都受到严格限制的情况下，电池的能量密度决定了电动汽车的单次最大行驶里程，于是出现了里程焦虑症这一特有的名词。如果要使得电动汽车的单次行驶里程达到500公里（与传统燃油车相当），电池单体的能量密度必须达到300Wh/kg以上。 锂离子电池能量密度的提升，是一个缓慢的过程，远低于集成电路产业的摩尔定律，这就造成了电子产品的性能提升与电池的能量密度提升之间存在一个剪刀差，并且随着时间不断扩大。 3、充放电倍率（Charge/Discharge rate，单位：C） 充放电倍率是充电快慢的一种量度。这个指标会影响锂离子电池工作时的连续电流和峰值电流，其单位一般为C（C-rate的简写），如1/10C，1/5C，1C，5C，10C等。例如电池的额定容量是20Ah，如果其额定充放电倍率是0.5C，那么就意味着这个电池，可以以20Ah0.5C=10A的电流，进行反复的充放电，一直