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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。
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1.锂离子电池：（摇椅电池）锂离子电池是一种充电电池（二次电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。
在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
2.锂电池：锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。
3.自放电：电池不与外电路连接时，由内部自发反应引起的电池容量损失。
4.比能量：单位重量或单位体积的能量。
比能量用Wh/kg或Wh/L来表示。
Wh 是能量的单位，W是瓦、h是小时；kg是千克(重量单位)，L是升(体积单位)。
5.记忆效应：镍镉电池在充放电循环过程中，电池的容量减少的现象。
锂离子电池不存在这种效应。
6.锂离子电池结构：正极、负极、隔膜、电解液、外壳等部分组成。
（1）负极：锂-碳层间化合物LixC6（2）正极：钴酸锂LiCoO2：有开路电压高，放电平稳，比能量大，能高速放电，循环性能好等特点，具有较好的应用前景。
但是由于Co资源有限，价格昂贵，生产成本高以及污染等缺点。
镍酸锂LiNiO2：比钴酸锂便宜，而且锂镍氧化物的理论容量为274mAh/g实际容190~210 mAh/g。
自放电低，对电解液要求低，没有污染。
但是合成比较苛刻，电池安全性能不好，热力学和电化学稳定性不好。
锰酸锂LiMn2O4：理论容量为148mAh/g实际容量为120mAh/g左右，价格便宜，而且对环境没有污染。
但是高电压充电是电解液容易分解以及锰在电解液中的分解而导致它的循环性能不是很好，而且热稳定性不好。
（尖晶石型LiMn2O4属立方晶系，易转化成层状LiMnO2）磷酸铁锂LiFePO4：a.优点：寿命长、使用安全、耐高温（电热峰值）、无记忆效应、耐过充性能良好.b.两大缺点：离子扩散速率低、电子导电率低三元材料复合锂镍锰钴氧化物LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2：（333材料）有比容量高的优势，而且安全性也相对较好，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。
锂离子电池概述1.介绍锂离子电池作为最新一代的“21世纪绿色二次电池”，与常用的铅酸蓄电池，镉镍电池，氢镍电池等二次电池相比，具有开路电压高，能量密度大，使用寿命长，无记忆效应，无污染及自放电小等优点。
自1990年诞生以来，短短几年内就获得了迅猛的发展，全球锂离子电池销售总额已超过了镉镍电池、氢镍电池的总和。
目前，锂离子电池已广泛应用于移动电话，笔记本电脑，摄相机，家用电器等。
锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。
这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的电池被称为“摇椅式（Rocking Chair）电池”。
1980年，M. Armand等人首先提出用嵌锂化合物来代替二次锂电池中的金属锂负极，并提出“摇椅式电池”（rocking chair battery）的概念。
嵌锂化合物代替二次锂电池中的金属锂负极，电池的安全性大为改善，并且具有良好的循环寿命，同时电池的充放电效率也得到提高。
1990年日本Sony公司研制出以石油焦为负极、LiCoO2为正极的锂离子二次电池。
锂电池分为液态锂离子电池(LIB)和聚合物锂离子电池(PLB)2类。
其中，液态锂离子电池是指Li+嵌入化合物为正、负极的二次电池。
电池正极采用锂化合物LiCoO2或LiMn2O4，负极采用锂-碳层间化合物。
锂电池是迄今所有商业化使用的二次化学电源中性能最为优秀的电池，相比与其它电池，锂电池具有很多优点。
(1)比能量高，无论是体积比能量，还是重量比能量，锂电池均比铅酸蓄电池高出三倍以上。
由此决定了锂电池体积更小、重量更轻，其市场消费感觉很好。
(2) 循环寿命长，锂电池用于电动助力车的循环寿命一般在800次以上，采用磷酸铁锂正极材料的锂电池可以达到2000次左右，超出铅酸蓄电池1.5倍至5倍以上。
这大大降低了锂电池的使用成本，提高了消费者的使用便利程度。
(3) 具有较宽的充电功率范围，这是锂电池具有的独特优势。
新能源汽车-锂离子电池1、锂离子电池简介锂离子电池(Li-ion)以含锂的化合物作正极。
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，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。
我们通常所说的电池容量指的就是放电容量。
锂离子电池主要由以下六个部分组成：（1）电池上下盖（2）正极——活性物质为磷酸铁锂（3）隔膜——一种特殊的复合膜（4）负极——活性物质为碳（5）有机电解液（碳酸酯溶液）（6）电池壳（分为钢壳和铝壳两种）3、锂离子电池种类和制备工艺酸锂和钴酸锂电池。
国内上市公司基本以生产磷酸铁锂电池为主。
锂离子电池制备过程复杂，按着生产环节划分，我们将锂离子电池的生产厂商分为正负极材料，电解液和电池组装三类。
2、目前A股上市公司情况重点关注公司一览1、杉杉股份（600884）正负极材料、电解液2、中信国安（000839）碳酸锂产品（注：据估计平均一辆动力电池汽车大约需要100Kg 的磷酸铁锂阳极材料，折合需碳酸锂约为300kg），按2010年10万辆产能计算，共需3000万kg 碳酸锂。
目前磷酸铁锂价格大概是13000元/吨。
3、中国宝安正负极材料4、江苏国泰电解液新能源汽车-永磁同步电机从目前情况来看，钕铁硼是用于永磁同步电机最为适合的磁性材料。
永磁材料目前主要应用于计算机驱动电机（硬盘、光驱）、打印机、移动电话、家电产品、音响、核磁共振仪和直驱电机等。
混合动力汽车和电动汽车是钕铁硼另一个重大应用。
据报道，一辆混合动力汽车的永磁同步电机需要使用2公斤钕铁硼，而一辆电动汽车使用多达16公斤钕铁硼（包括驱动电机、自动控制装置和各种微型电机用永磁体，其中一台驱动电机需使用1.2公斤钕铁硼）。
奥巴马政府提出到2015年混合动力车销量达到150万辆；德国政府规划到2020年电动汽车产量达到100万辆。
锂离子电池的研发与性能优化一、锂离子电池简介锂离子电池是一种以锂离子嵌入和脱出负极（一般为石墨）和正极（一般为氧化物）材料中实现电荷和放电的电池。
锂离子电池具有能量密度高、无污染、使用寿命长、体积小、重量轻等优点，因此被广泛应用于电动汽车、智能手机、笔记本电脑等领域。
二、锂离子电池研发1.正极材料：正极材料是影响锂离子电池性能的重要因素之一，如LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等。
目前，石墨正极和LiCoO2正极是应用最广泛的两类正极材料。
但LiCoO2的价格较高、含有有毒元素，LiFePO4的安全性能较高、价格也逐渐降低，因此受到研发者的广泛关注。
2.负极材料：负极材料也是影响锂离子电池性能的重要因素之一，如石墨、硅、锡等。
石墨负极具有电化学稳定性好、容量稳定性好、对环境影响小等特点。
但石墨负极的容量已接近极限，因此研发硅、锡等负极材料，以提高锂离子电池的能量密度是当前的研究热点之一。
3.电解质：电解质是锂离子电池中起到导电作用的关键部分。
传统的有机电解液具有导电性能好、易流动等优点，但容易燃烧并且安全性能较差。
固态电解质具有无污染、化学稳定性好、安全性高等优点，但目前的电导率远远不能满足实际应用需求，因此正在研究新型固态电解质的开发。
4.封装与安全技术：高能密度的锂离子电池在充电、放电、使用中会产生热量，如果不能及时散热，会导致电池的温度升高，甚至发生安全事故。
因此需要采用良好的设计、封装、散热等技术，提高锂离子电池的安全性。
三、锂离子电池性能优化尽管锂离子电池已经广泛应用于各个领域，但还面临一些性能优化的问题，如能量密度、安全性、循环寿命等。
下面是一些性能优化的建议：1.使用高性能材料：如改善电极、电解质、封装材料等，以提高锂离子电池的电化学性能和安全性能。
2.优化电池设计：通过优化电池结构、尺寸、形状等，提高锂离子电池的容量、能量密度等性能。
3.改善控制技术：通过改善锂离子电池的比能量、比功率、循环寿命等参数，提高锂离子电池的安全性和性能。
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。
