锂离子电池技术的研究与进展

硕士研究生文献阅读报告

锂离子电池的研究进展

The research progress of lithium ion batteries

学科专业名称及代码： s13010112

研 究 方 向： 成像电子器件与系统

研 究 生： 梁超

锂离子电池的研究进展

S13010112 梁超

2013年11月17

摘 要：随着现今各种移动电子设备的需求越来越多，锂离子电池的需求量也在快速增长，传统锂离子电池在充放电效率及循环寿命上仍存在一些问题。文中讨论了硅微通道板在锂离子电池上的改进。采用光辅助电化学刻蚀和无电镀银方法,制备出一种可用于三维锂离子电池的覆银硅微通道板(Ag/Si一MCP)负极结构。

关键词：锂离子电池 硅微通道板 覆银硅微通道板

Abstract: With the demand for a variety of mobile electronic devices today, more and more demand

for lithium-ion batteries is also growing rapidly, there are still some problems of the traditional lithium-ion

battery charge and discharge efficiency and cycle life. The silicon micro-channel plates in lithium-ion

battery improvements discussed in this paper.A three--dimensional(3-D)anode using a silver-coated Si

锂离子电池负极材料的研究进展

摘 要： 随着时代的进步，能源与人类社会的生存和发展密切相关，持续

发展是全人类的、共同愿望与奋斗目标。矿物能源会很快枯竭，解决日益短缺的能源问题和日益严重的环境污染是对国家经济和安全的挑战也是对科学技术界地挑战。电池行业作为新能源领域的重要组成部分，已经成为全球经济发展的一个新热点本文阐述了锂离子负极材料的基本特性，综述了碳类材料、硅类材料以及这两种材料形成的复合材料作为锂离子电池负极材料的研究及开发应用现状。

关键词：锂离子电池 负极材料 碳/硅复合材料

引 言： 电极是电池的核心，由活性物质和导电骨架组成正负极活性物质是

产生电能的源泉，是决定电池基本特性的重要组成部分。本文就锂离子电池的负极材料进行研究。锂离子电池是目前世界上最为理想的可充电电池。它不仅具有能量密度大、无记忆效应、循环寿命长等特点，而且污染小，符合环保要求。随着技术的进步，锂离子电池将广泛应用于电动汽车、航空航天、生物医学工程等领域，因此,研究与开发动力用锂离子电池及其相关材料有重大意义。对于动力用锂离子电池而言，关键是提高功率密度和能量密度，而功率密度和能量密度提高的根本是电极材料， 特别是负极材料的改善。

1、锂离子负极材料的基本特性

锂离子电池负极材料对锂离子电池性能的提高起着至关重要的作用。锂离子电池负极材料应具备以下几个条件： (1) 应为层状或隧道结构，以利于锂离子的脱嵌且在锂离子嵌入和脱出时无结构上的变化，以使电极具有良好的充放电可逆性和循环寿命；

(2) 锂离子在其中应尽可能多的嵌入和脱出，以使电极具有较高的可逆容量。在锂离子的脱嵌过程中，电池有较平稳的充放电电压； (3) 首次不可逆放电比容量较小； (4) 安全性能好；

(5) 与电解质溶剂相容性好； (6) 资源丰富、价格低廉； (7) 安全、不会污染环境。

锂离子电池日历老化机制的研究进展

目录

一、内容简述................................................2

1. 研究背景与意义........................................2

2. 锂离子电池日历老化概述................................3

二、锂离子电池基本原理及构造................................4

1. 锂离子电池基本构造....................................5

2. 锂离子电池工作原理....................................6

3. 锂离子电池主要材料及其性能特点........................7

三、锂离子电池日历老化机制..................................9

1. 日历老化的定义及表现特征.............................10

2. 日历老化机制的理论基础...............................11

3. 日历老化与温度、充放电状态的关系......................12

四、锂离子电池日历老化研究进展.............................14

1. 日历老化模型研究.....................................15 2. 日历老化影响因素分析.................................16

3. 日历老化实验方法及测试技术...........................17

五、锂离子电池日历老化的改进策略...........................18

第６Ｏ卷第２期　２　０　０　８年５月　有　色　金　属　Ｎｏｎｆｅｒｒｏｕｓ　Ｍｅｔａｌｓ　Ｖ０】．６Ｏ．Ｎｏ．２　Ｍａｙ　２　０　０　８　

锂离子电池负极材料的研究及应用进展　

马荣骏　

（长沙矿冶研究院，长沙４１００１　２）　

摘　要：锂离子电池是应用最佳和最有发展前途的能源，用于该电池材料的研究是极为重要的课题。相对而言，正极材料研　究较多，负极材料研究较少，其实正、负极材料对锂离子电池具有同样的重要性，为了引起有关人员的注意，对锂离子电池负极材　料的研究与应用进行了归纳与评述。　关键词：电化学工程；锂离子电池；综述；负极材料　中图分类号：ＴＭ９１０　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１—０２１１（２００８）０２—００３８—０８　

锂离子电池（Ｌｉｔｈｉｕｍ　Ｉｏｎ　Ｂａｔｔｅｒｙ，缩写为　

ＬＩＢ），按其形像又称为摇椅电池（Ｒｏｃｋｉｎｇ　Ｃｈａｉｒ　Ｂａｔ．　

ｔｅｒｉｓ，缩写为ＲＣＢ）是当今最佳的电池能源，也是应　

用最广和最有发展前途的能源。因它符合环保要　

求，又有绿色能源的美称，对其研究颇多。在ＬＩＢ　

研究中，最多的是关注在阳极材料上。对负极材料　

的研究相对较少。其实负极与正极对锂离子电池具　

有同等的重要性　＿３］。为了引起有关人员对锂离　

子负极材料的关注，扼要归纳与总结了锂离子电池　

负极材料的研究与应用情况。　

１　锂离子电池的组成及常用的材料　

锂离子电池由４部分组成。即正极、负极、隔膜　

及电解液，组成及使用的材料如表ｌ所示。　

在正、负极材料的选择上，正极材料必须选择高　

电位的嵌锂化合物，负极材料必须选择低电位的嵌锂　

化合物。在ＬＩＢ使用和研究的负极材料如下所示。　

ＬＩＢ负极　天然鳞片石墨　ｒ■·石墨材料—＿｛　炭材料—　人造石墨　无序碳　

广－　Ｂ—Ｃ—Ｎ系化合物　含碳化合物—　Ｌ■　Ｃ—Ｓｉ—Ｏ系化合物　

广ｌ－＇金属氧化物　非炭材料—　锂一过滤金属氰化物　｛ｌ　Ｌ１．．钽合金　

收稿日期：２００６一Ｏ７—３１　作者简介：马荣骏（１９３１一），男，河北大城县人，教授，博士生导师，　斯洛伐克善家工程院院士，主要从事湿法冶金、环保和　冶金新材料等方面的研究。　在ＬＩＢ负极材料中。实际最常用，而应用最多