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磷酸铁锂电池的安全性能要求与改进研究磷酸铁锂电池作为一种新型锂离子电池，在电动汽车、储能设备等领域得到广泛应用。
但由于其特殊的化学结构和工作原理，安全性能一直是制约其发展的一个重要因素。
本文将探讨磷酸铁锂电池的安全性能要求以及现有的改进研究。
首先，磷酸铁锂电池的安全性能要求包括电池的热稳定性、化学稳定性和耐电化学性能。
热稳定性要求电池在高温下能够保持稳定的性能，不发生热失控、着火或爆炸等事故；化学稳定性要求电池的电解液和电极材料不会发生剧烈的反应，导致电池内部产生热量或有害气体；耐电化学性能要求电池能够承受长时间高电流充放电，不发生电极损失、结构破坏等问题。
为了提高磷酸铁锂电池的安全性能，研究人员已经进行了一系列的改进研究。
首先，改进电池材料的热稳定性是一种常见的方法。
研究人员通过改变电解液的成分、优化电极材料的制备工艺等手段，提高了电池的热失控温度，降低了温升速率，从而减少了电池在高温下发生事故的概率。
其次，改进电池的封装结构也是提高安全性能的关键。
研究人员通过改变电池的外壳材料、加强电池的机械强度，增加了电池的抗压能力和防护能力。
同时，采用更加可靠的封装工艺，如热化学封装和气密封装等，防止了电池内部产生过多的热量或有害气体。
此外，改进电池的管理系统也是提高安全性能的重要手段。
研究人员通过引入温度传感器、电压传感器等监测设备，实时监测电池的温度、电压等参数，及时发现异常情况，并采取相应的措施进行处理。
同时，改进电池的过充过放保护机制，避免电池在过充或过放时产生过多的热量，引发安全事故。
最后，提高电池的安全性能需要不断进行探索和创新。
目前，研究人员还在继续改进电池的电解液、电极材料等关键技术，以提高电池的化学稳定性和耐电化学性能。
同时，研究人员还在探索新型的电池结构和新材料的应用，如固态电解质、多壁碳纳米管等，以进一步提高磷酸铁锂电池的安全性能。
综上所述，磷酸铁锂电池的安全性能对于其应用和发展至关重要。
浅谈磷酸铁锂电池的性能与应用摘要：随着科学技术发展速度不断加快，锂离子电池技术也得到了相应的发展，磷酸铁锂带电池应运而生，这种类型的电池所具优势明显，如安全性好、没有记忆效应、工作电压高、循环寿命长以及能量密度大等。
下面笔者就磷酸铁锂电池的性能以及应用进行研究和分析。
关键词：滇池；性能；磷酸铁锂；储能一、前言目前在锂电池的研究中，所研究的主要正极材料包含有LMin2O4、LiCoO和LiNiO2等，但因钴资源有限，再加上其有毒，在制备钼酸锂上难度较大。
自从磷酸铁锂所具的可逆嵌脱锂特性被报道以后，该材料也受到了广泛关注，关于该材料方面的研究和文献报道也随之增多，和传统锂电池比较，磷酸铁锂电池所具安全性能较好，原材料来源比较广泛，循环寿命长且成本较低等，目前在通信、电网建设中已得到广泛应用。
二、磷酸铁锂电池性能分析磷酸铁锂电池正极由LiFePO4材料所构成，由铝箔连接正极；电池负极为碳石墨构成，由铜箔和负极连接；电池中间为聚合物隔膜，借助于此隔开电池正负极，其中锂电子能经过隔膜，而电子不可经过隔膜，在电池内存在电解质。
于LiFePO4和FePO4间完成电池充放电反应，充电期间，LiFePO4缓慢脱离出锂离子成为FePO4；放电期间，锂离子嵌入FePO4逐渐形成为LiFePO4。
当电池在充电时，自磷酸铁锂晶体电池中锂离子迁移至晶体的表面，于电场力不断作用下开始进入电解液，接着穿过隔膜，而后通过电解液迁移至石墨晶体表面，继而嵌入到石墨晶格。
在此时，电子通过导电体逐渐流向电池正极铝箔集电极，通过极耳—电池正极柱—外电路—负极极柱—负极极耳逐步流向至铜箔集流体，最后再通过导电体流至石墨负极，从而使负极电荷可达到平衡。
电池在放电期间，锂离子脱嵌于石墨晶体，进入电解液，接着穿过隔膜，通过电解液迁移至磷酸铁锂晶体表面，而后重新嵌入至磷酸铁锂晶格中，此时，电子通过导电体逐渐流向至铜箔集电极，通过极耳—电池负极柱—外电路—正极极柱—正极极耳而流向至铝箔集流体，并再通过导电体流至电池正极，以便正极电荷达到平衡。
作者简介:蒋 兵(1981-),男,助理工程师,主要从事有色金属材料的检验和测试工作。
锂离子电池正极材料的发展现状和研究进展蒋 兵(湖南有色金属研究院,湖南长沙 410015)摘 要:介绍了锂离子电池正极材料钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、钒的氧化物以及导电高聚合物正极材料的发展现状和研究进展。
LiCoO 2在今后正极材料发展中仍然有发展潜力,通过微掺杂和包覆都可使钴酸锂的综合性能得到提高,循环性能大大改善。
环保、高能的三元材料和磷酸铁锂为代表的新型正极材料必将成为下一代动力电池材料的首选。
关键词:锂离子电池;正极材料;磷酸铁锂;三元材料中图分类号:T G146126 文献标识码:A 文章编号:1003-5540(2011)01-0039-04自日本Sony 公司于1990年首先推出以碳为负极的锂离子二次电池产品后,因具有工作电压高、容量大、自放电小、循环性能好、使用寿命长、重量轻、体积小等突出优点,目前,其应用已渗透到包括移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。
另外,国内外也在竞相开发电动汽车、航天和储能等方面所需的大容量锂离子电池。
对锂离子电池而言,其主要构成材料包括电解液、隔膜、正负极材料等。
一般来说,在锂离子电池产品组成部分中,正极材料占据着最重要的地位,正极材料的好坏,直接决定了最终锂离子电池产品的性能指标。
本文将对锂离子电池正极材料的发展现状和研究进展进行综述和探讨。
1 正极材料的选择正极材料在性质上一般应满足以下条件:(1)在要求的充放电电位范围,与电解质溶液具有相容性;(2)温和的电极过程动力学;(3)高度可逆性;(4)在全锂化状态下稳定性好。
其结构具有以下特点:(1)层状或隧道结构,以利于锂离子的脱嵌,且在锂离子脱嵌时无结构上的变化,以保证电极具有良好的可逆性能;(2)锂离子在其中的嵌入和脱出量大,电极有较高的容量,并且在锂离子脱嵌时,电极反应的自由能变化不大,以保证电池充放电电压平稳;(3)锂离子在其中应有较大的扩散系数,以使电池有良好的快速充放电性能。
磷酸铁锂电池性能与应用研究张嵩;丁广乾;胡铁军;高洪雨【摘要】The lithium iron phosphate （LiFeP04） battery has advantages of high voltage, energy density, long service life, safety performance, low self-discharge rate and no memory effect. This paper introduced the structure of LiFePO4 battery, the principle of charging and discharging. It introduced the structure of LiFePO4 battery energy storage system and discussed the principle of energy conversion system. It also studied the applications of LiFePO4 battery which is widely used in stable supply of renewable energy such as wind power, solar power, peak load shifting, electric vehicles, distributed power and uninterruptible power supply.%磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。
介绍磷酸铁锂电池的结构特点和充放电原理，对磷酸铁锂电池储能系统的构成和系统能量转换原理进行讨论．就磷酸铁锂电池在电动汽车电池、电网削峰填谷、风力发电、光伏发电等可再生能源的安全并网，分布式电站，UPS电源等领域的应用进行研究。
CN 11-5904/U J Automotive Safety and Energy, Vol. 11 No. 4, 2020415—427锂离子电池固体电解质的研究与进展穆道斌1，谢慧琳1，吴伯荣1,2*（1. 北京理工大学能源与环境材料系，北京100081，中国；2. 北京市电动汽车协同创新中心，北京100081，中国)摘要：固态锂离子电池因具备能量密度高、安全性能好等优点，已经成为了未来动力电池的主流发展方向。
该文详细梳理了固态锂离子电池的组成和特性以及其核心组成部分─固体电解质的类型与研究进展；简述了当前固态锂离子电池的研发现状，重点阐述了石榴石型锂镧锆氧（Li7La3Zr2O12）基固体电解质在改善锂离子电导率以及界面调控的研究。
该类型固体电解质凭借良好的室温离子电导率、优异的金属锂复合相容性，以及在应用环境下可靠稳定的突出特性，有望成为未来全固态锂离子动力电池的重要组成单元。
指出固体电解质材料的研发势将会对未来固态锂离子动力电池乃至电动汽车领域的发展提供巨大的推力，前景广阔。
关键词：电动汽车；固态锂离子电池；固体电解质；锂镧锆氧（Li7La3Zr2O12）；安全性中图分类号： TQ 152 文献标识码： A DOI： 10.3969/j.issn.1674-8484.2020.04.001Research and development of solid electrolytes for lithium ionbatteriesMU Daobin1, XIE Huilin1, WU Borong1,2*(1. Department of Energy & Environmental Materials, Beijing Institute of Technology, Beijing 10081, China2. Collaborative Innovation Center of Electric Vehicles in Beijing, Beijing 10081, China)Abstract: Solid-state lithium-ion batteries have become the promising development direction of power batteriesdue to their high energy density and excellent safety performance. This paper reviews the component andcharacteristics of solid-state lithium-ion batteries in detail, as well as the types and research progress of solidelectrolytes. Moreover, this review also briefly describes the current status of solid-state lithium-ion batteries,and focuses on the garnet-type lithium lanthanum zirconium oxide (Li7La3Zr2O12-based) solid electrolytes whichhave outstanding advantages in lithium ion conductivity and interface regulation. As one important componentof all-solid lithium ion power batteries, the garnet-type Li7La3Zr2O12-based solid electrolytes have good ionicconductivity at room temperature, excellent metal-lithium interface compatibility, and outstanding stability underapplication environment. The breakthrough and development of solid electrolytes will inevitably provide a hugethrust for the future development of solid-state lithium-ion power batteries and even electric vehicles.收稿日期 / Received ：2020-09-16。
动力锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展杜江;张正富;彭金辉;韩亚梅;王杰祥;傅梦笔【期刊名称】《新能源进展》【年(卷),期】2013(1)3【摘要】LiFePO4 has the advantages of low price, environmental protection and good thermal stability. It is one of the ideal cathode materials for lithium ion power battery, which therefore attracted extensive concern of the industry. In this paper, the structure and performance characteristics of LiFePO4 are elaborated and the preparation methods and research progress of lithium iron phosphate are introduced. Finally, the existing problems are discussed based on the present study.%磷酸铁锂具有价廉、环保、热稳定性好等优点，是理想的锂离子动力电池正极材料之一，因此受到行业的广泛关注。
本文阐述了磷酸铁锂的结构和性能特点，介绍了磷酸铁锂的制备斱法和研究新迚展，基于目前研究现状讨论了存在的问题。
【总页数】6页(P263-268)【作者】杜江;张正富;彭金辉;韩亚梅;王杰祥;傅梦笔【作者单位】昆明理工大学，材料科学与工程学院，昆明 660093; 微波能工程应用及装备技术国家地斱联合工程实验室，昆明 650093; 昆明理工大学，非常觃冶金教育部重点实验室，昆明 650093;昆明理工大学，材料科学与工程学院，昆明660093; 微波能工程应用及装备技术国家地斱联合工程实验室，昆明 650093; 昆明理工大学，非常觃冶金教育部重点实验室，昆明 650093;微波能工程应用及装备技术国家地斱联合工程实验室，昆明 650093; 昆明理工大学，非常觃冶金教育部重点实验室，昆明 650093;昆明理工大学，材料科学与工程学院，昆明 660093;昆明理工大学，材料科学与工程学院，昆明 660093;微波能工程应用及装备技术国家地斱联合工程实验室，昆明 650093; 昆明理工大学，非常觃冶金教育部重点实验室，昆明 650093【正文语种】中文【中图分类】TK02【相关文献】1.磷酸铁锂正极材料改性研究进展 [J], 冯晓晗;孙杰;何健豪;魏义华;周成冈;孙睿敏2.磷酸钒锂与磷酸铁锂正极材料改性研究进展 [J], 阴贝;何文;张旭东;魏传亮;徐小龙3.磷酸铁锂和磷酸钒锂复合正极材料研究进展 [J], 金超;张旭东;何文;王卓;侯玉昆4.低成本动力锂离子电池磷酸铁锂正极材料的合成及性能 [J], 王连邦; 李晟; 张品杰; 姚金翰; 徐土根; 马淳安5.磷酸铁锂正极材料的制备及性能强化研究进展 [J], 张婷;林森;于建国因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
锂离子电池储能技术的研究进展 随着社会的不断发展和人类对能源的需求不断增大，人们意识到了储能技术的重要性。其中最热门的就是锂离子电池储能技术。近年来，随着新能源汽车的快速普及，对锂离子电池的需求也急剧增加，促进了储能技术的不断创新和进步。本文将从锂离子电池的基本原理、发展现状和未来趋势、创新技术以及应用领域等方面进行阐述。
一、锂离子电池的基本原理 锂离子电池以锂离子在负极和正极之间的移动来储存和释放能量。其中，正极一般采用三元、钴酸锂、磷酸铁锂等材料，负极则采用石墨、硅等材料。通过离子在电解液中的移动，可以让电子经过外部电路流动，从而形成电流。锂离子电池的电压一般在3.6-3.7V，容量较大，循环寿命较长，因此广泛应用于电动汽车、通讯设备、储能系统等领域。
二、锂离子电池的发展现状和未来趋势 随着新能源汽车市场的不断扩大，对锂离子电池储能技术的需求越来越大。目前，全球几乎所有的锂离子电池生产厂家都在不断升级其生产工艺和技术，以提高电池的能量密度、循环寿命和安全性。例如，由于硅负极的高比容量和低成本，近年来研究者们纷纷尝试开发硅基负极材料，以提升锂离子电池的性能。
未来，锂离子电池的发展趋势将主要集中在以下几个方面：一是提高电池的能量密度，以延长电池的使用寿命和行驶里程；二是提高电池的快充和慢放性能，以适应不同场景下的需求；三是改善电池的安全性和可靠性，以避免电池起火或爆炸等意外情况的发生。
三、锂离子电池的创新技术 为了更好地满足市场需求，锂离子电池的研究者们不断探索新的材料和技术。以下是目前锂离子电池领域的一些创新技术：
1. 固态电池技术 固态电池技术是指采用固态电解质代替传统液态电解质的电池技术。相比传统液态电解质，固态电解质具有更高的稳定性、更高的能量密度和更好的耐用性。此外，固态电池还可以使用锂金属作为负极材料，能够显著提高电池的能量密度。
2. 混合离子电池技术 混合离子电池技术是指采用氧元素和金属离子共存的电解质，以实现更高的能量密度。相比传统锂离子电池，混合离子电池的能量密度可提高30%以上，而且具有更好的安全性能。
磷酸铁锂碳包覆技术标题：磷酸铁锂碳包覆技术：提升锂电池性能的新趋势导语：锂电池作为目前最常见的可充电电池之一，其性能的提升一直是科研和产业界追求的目标。
磷酸铁锂作为一种广泛应用于锂电池正极材料的化合物，在保证安全性的前提下，其容量和循环寿命仍需要进一步提升。
本文将介绍磷酸铁锂碳包覆技术，这一新兴技术被广泛研究和应用，能够有效改善锂电池的性能，并为未来锂电池发展指明了方向。
1. 磷酸铁锂碳包覆技术的原理磷酸铁锂碳包覆技术是将碳材料包覆在磷酸铁锂颗粒表面，形成碳包覆层，以提升锂电池的性能。
该技术可以通过如喷雾热解、化学气相沉积等方法实现。
2. 碳包覆技术的优势与挑战碳包覆磷酸铁锂能够提供以下优势：- 提高电极材料的导电性：碳材料与电极材料接触面积增大，减小电阻，提高电子传导速度，从而提高电池性能。
- 改善循环稳定性：碳包覆层能够抑制正极材料的活性物质溶解和结构剥落，延长电池的循环寿命。
- 提升电池容量：碳包覆层减少了电池在高电压下产生的氧气漏泄现象，提高了电池的容量。
然而，碳包覆技术也面临一些挑战：- 过厚的碳包覆层可能导致电池容量下降。
- 碳材料的选择和包覆工艺的优化需要进一步研究，以实现最佳性能。
3. 碳包覆技术在锂电池中的应用碳包覆磷酸铁锂技术已经在锂电池领域得到了广泛的研究和应用。
研究人员通过控制碳包覆层的厚度和制备工艺，成功改善了锂电池的性能。
碳包覆可以提高磷酸铁锂电池的循环寿命、放电容量和倍率性能等。
4. 磷酸铁锂碳包覆技术的未来发展方向在未来的研究中，磷酸铁锂碳包覆技术有望朝着以下方向发展：- 控制碳包覆层的厚度和分布，减少电池容量下降的可能性。
- 寻找更适合的碳材料，以进一步提高电池的性能。
- 探索碳包覆技术在其它正极材料如磷酸锰锂和氧化钴锂中的应用，为更多种类的锂电池提供性能的提升。
总结：磷酸铁锂碳包覆技术作为一种能够提升锂电池性能的重要手段，已经引起了广泛的关注。
通过控制碳包覆层的形成和组成，能够改善磷酸铁锂电池的循环寿命、放电容量和倍率性能等。
磷酸铁锂电池的组成及工作原理磷酸铁锂电池是一种新型的锂离子电池，具有高能量密度、长循环寿命和良好的安全性能等优点，在电动汽车、储能系统以及航空航天领域有着广泛的应用前景。
本文将从磷酸铁锂电池的组成和工作原理两个方面展开，探讨其内部结构和工作原理，帮助读者更全面地了解这一技术。
一、磷酸铁锂电池的组成1. 正极材料：磷酸铁锂电池的正极材料通常采用的是LiFePO4，它具有晶体结构稳定、安全性能好等优点，是目前最为广泛应用的正极材料之一。
2. 负极材料：磷酸铁锂电池的负极材料一般采用石墨，这种材料对锂离子具有良好的储存和释放能力，是锂离子电池中常用的负极材料。
3. 电解质：磷酸铁锂电池的电解质通常采用有机溶液电解质，以提供锂离子在正负极材料之间的迁移通道。
4. 隔膜：隔膜是电池内部用来隔离正负极的组成部分，其主要作用是防止正负极短路和电解液混合，确保电池安全运行。
5. 其他组件：磷酸铁锂电池还包括集流体、电池壳体等其他组件，这些组件共同构成了完整的电池结构。
二、磷酸铁锂电池的工作原理1. 充电过程：当外部电源施加在电池上时，正极材料（LiFePO4）中的锂离子会向负极材料（石墨）迁移，同时电池中的电解质起到传导锂离子的作用。
在充电过程中，锂离子从正极材料脱嵌并在负极材料嵌入，同时电池表现出高电压和低电流的特点。
2. 放电过程：当电池外部负载连接时，嵌入在负极材料中的锂离子会开始向正极材料迁移，通过外部负载完成电流的传输，同时电池表现出低电压和高电流的特点。
在放电过程中，锂离子从负极材料脱嵌并在正极材料嵌入。
磷酸铁锂电池是一种由正极材料、负极材料、电解质、隔膜和其他组件构成的复杂系统，在充放电过程中通过锂离子的嵌入和脱嵌来实现能量的存储和释放。
这种电池结构设计简单、安全性好，适合在各种领域中进行广泛应用。
在我看来，磷酸铁锂电池作为一种新型的锂离子电池，具有广阔的应用前景。
随着清洁能源的发展和电动汽车的普及，磷酸铁锂电池将在未来得到更广泛的应用，为人类社会的可持续发展做出积极贡献。
Vol.53 No.6June,2021第 53 卷 第 6 期2021年6月无机盐工业INORGANIC CHEMICALS INDUSTRYDoi:10.19964/j.issn.1006-4990.2021-0212磷酸铁锂正极材料的制备及性能强化研究进展张婷1，林森匕于建国1袁2(1.华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心，上海200237；2.华东理工大学资源过程工程教育部工程研究中心)摘 要:橄榄石型磷酸铁锂是目前应用十分广泛的锂离子电池正极材料之一，具有成本低、安全性高、环境友 好、循环寿命长和工作电压稳定的特点。
近年来，随着CTP 技术、刀片电池技术等取得的突破性进展,磷酸铁锂的商业化程度得到了大幅提高。
但磷酸铁锂存在电子导电性较差和离子扩散系数低的缺陷,严重限制了锂离子电池的电化学容量,因此开展磷酸铁锂制备工艺和性能强化研究对磷酸铁锂的性能提升具有重要意义。
对比了磷酸铁锂电池与其他正极材料锂离子电池的性能差异和发展现状，系统总结了磷酸铁锂正极材料制备与强化的改性方法及相关研究进展与挑战，并提岀了未来的发展方向与研究思路。
关键词:磷酸铁锂；锂离子电池；正极材料；性能强化中图分类号:TQ131.11 文献标识码:A 文章编号：1006-4990(2021)06-0031-10Research progress in synthesis and performance enhancement of LiFePO 4 cathode materialsZhang Ting 1 袁 Lin Sen 1,2, Yu Jianguo 1,2('.National Enginee ring Re s e arc h Center f or Integrated Utilization of S alt- Lake Resources ,East China University ofScience and Technology , Shanghai 200237, China ；2.Engineering Research Center of S al Lake Resources ProcessEngine e ring , Minis try of E ducation , East China University of S cience and Technology)Abstract : Olivine LiFePO q is one of the most widely used cathode materials for lithium-ion batteries ,with characteristics of lowcost , high safety , environment-friendly , long cycle life and stable operating voltage.In recent years , with the breakthrough of CTP technology and blade battery technology ,its commercialization progress has been greatly improved.However ’LiFePO q has thedefects of poor electronic conductivity and low ion diffusion coefficient , which seriously limits the electrochemical capacity oflithium-ion battery.It is of great significance to study on the preparation process and performance enhancement of LiFePO 4. In this paper , the differences of performance and development status of LiFePO 4 and other cathode materials for lithium-ionbatteries were compared.The modification methods of preparation and strengthening of LiFePO 4 cathode materials and related research progress and challenges were systematically summarized , and the future development direction and research ideaswere put forward.Key words : lithium iron phosphate ； lithium-ion batteries ；cathode materials ； performance enhancement锂离子电池具有高比容量和工作电压, 已经成 为当前电化学储能领域的主流技术，并被广泛地应用于笔记本电脑、智能手机和数码相机等可携带电子器件和高端电子产品中。
动力型锂离子电池的研究进展锂离子电池的应用主要在移动通讯、笔记本电脑、MP3、手持影碟机等小型电器方面，但在电动汽车、大型动力电源等领域的应用还处于研究开发阶段。
动力型锂离子电池由正极、隔膜、负极和电解液等构成。
这种电池的正负极均采用可供锂离子(Li+)自由嵌脱的活性物质，充电时，Li+从正极逸出，嵌入负极；放电时，Li+则从负极脱出，嵌入正极。
这种充放电过程，恰似一把摇椅。
因此，这种电池又称为“摇椅电池(Rocking Chair Batteries)”。
电池的特性取决于包括在其中的电极、电解质和其它电池材料。
具体地说，电极的特性取决于电极活性材料、导电剂和粘结剂等。
因此通过电极的特性，如从活性材料、导电剂、粘结剂、电解液等多方面研究，来提高动力型锂离子电池大电流或快速充放电性能，高温以及安全性能等。
1锂离子电池的研究1.1正极材料在动力型锂离子电池的研究中，正极材料是关键，也是引发锂离子动力电池安全隐患的主要原因。
因此寻求高能量密度、高安全、环保和价格便宜的电极材料是动力电池发展的关键。
普遍使用的正极材料是LiCoO2、LiFePO4和LiMn2O4。
商品化的LiCoO2虽广泛应用，但仍存在着一些需解决的问题，如平均放电电压只有3.6V，最高也未达到4.0V；实际比容量为140mhA·g-1；过充电会迅速恶化电极的循环性能；在45℃以上使用时自放电增加，容量下降，也不宜快速充电。
显然，如果LiCoO2作为动力型电池的正极材料，抗过充，自放电等这些需解决的问题若不解决，电池的一致性很差，一旦组合成动力电池，整体电池的性能将受到严重的影响。
为了能进一步完善LiCoO2材料的性能，研究者们把重点转移到LiCoO2材料的掺杂、包覆等。
LiCoO2材料虽然占据着市场，但其昂贵的价格，也限制了它的广泛应用。
LiMn2O4具有放电电压高，安全性好，具有其他层状结构正极材料所不能比拟的高倍率充放电能力等优点，因而目前在推广锂离子动力电池方面，其具有很大优势。
临沂大学毕业论文 1 锂离子电池电解质的研究进展
摘要 电解质作为电池的3个重要组成部分之一，是完成电化学反应不可缺少的部分，它的性能好坏直接影响了锂离子电池的性能的优化和提高。本文综述了锂离子电池电解质的分类和性能指标，简单介绍各类电解质的研究进展，讨论了电解质应具备的性质及发展方向。 关键词：锂离子电池 液体电解质 固体电解质 熔融盐电解质
导论 锂离子电池概论 锂离子电池简介 锂离子电池（Lithium Ion Battery，缩写为LIB）又称锂电池，根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithium ion battery, 简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP)两大类。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2LiCoO或24LiMnO,负极采用锂-碳层间化合物。锂离子电池的优点：（1）输出电压高，采用低嵌锂电位材料作负极，高嵌锂电位材料作正极，单体电池的工作电压高达3.7-3.8V（磷酸铁锂的是3.2V），是Ni-Cd、Ni-H电池的3倍。（2）比能量大，目前能达到的实际比能量为555Wh/kg左右，即材料能达到150mAh/g以上的比容量（3--4倍于Ni-Cd，2--3倍于Ni-MH），已接近于其理论值的约88%。（3）安全性能好，无公害，无记忆效应。作为Li-ion前身的锂电池，因金属锂易形成枝晶发生短路，缩减了其应用领域：Li-ion中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion根本不存在这方面的问题。（4）循环寿命长，一般均可达到500次以上，甚至1000次以上，磷酸铁锂的可以达到2000次以上。对于小电流放电的电器,电池的使用期限，将倍增电器的竞争力。（5）自放电小，首次充电过程中在电极表面形成固体电解质界面膜，允许离子通过但不允许电子通过，因此可以较好地阻止自放电。室温下充满电的Li-ion储存1个月后的自放电率为2%左右，大大低于Ni-Cd的25-30%，Ni、MH的30-35%。（6）可快速充电，工作范围温度高。（7）对环境友好。 锂离子电池的工作原理 从锂离子二次电池的工作原理上来说，锂离子二次电池是一种锂离子差 电池，充放电过程就是锂离子从一个电极脱嵌，到另一个电极嵌入的程。 下面我们以商业化的液体电解质锂离子电池为例(如图1.1)，介绍它的工作原理。
其中，正极材料为2LiCoO，负极材料为石墨，电解质材料为6LiPFECDEC。 充电时，锂离子从正极脱嵌，释放出一个电子，通过电解质的传输，嵌入 临沂大学毕业论文 2 至负极，充电完成后，正极处于贫锂态，负极处于富锂态，。而放电时一，锂离子的运动方向则刚好与充电过程相反。为了保持电荷的平衡，在充放电过程中，锂离子在正负极之间通过电解质进行运动，而相同电荷数的电子在外电路进行传递。在充放电过程中发生的反应如式 如下：(l.1)(l.2)(l.3)
负极：dxadxaLicLieLiC充电放电(1.1)
正极：212idxLiCoOLCoOe充电放电(1.2) 总反应： 212iadxdxaLiCoOLiLCoOLiC充电放电(1.3)
锂离子电池的发展历史 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。锂离子电池的研制开始于 20 世纪 60 年代，由于空间探索、武器研制以及民用部门对质量轻、性能好的电池的迫切需要，使得锂作为负极的各种高比能量电池相继出现，并获得迅速发展。 以锂作负极的设想最早是由美国加州大学的一位研究生于 1958 年提出的，在之后的几年中，国内外专家开始从事这方面的研究工作，并发表了相关论文。最先提出锂电池研究计划的目的是发展高比能量的锂蓄电池，然而由于当时选择的高电势正极活性物质，诸如CuF2、NiF2和AgCl等无机物在有机电解质中发生溶解，无法构成长贮存寿命和长循环寿命的实用化电池体系。 1970 年前后，随着对嵌入化合物的研究，科学家发现锂离子可在TiS2和MoS2等嵌入化合物的晶格中嵌入或脱嵌。利用这一原理，美国埃克桑公司制备了扣式Li/TiS2蓄电池，而加拿大莫利公司推出了圆柱形Li/MoS2蓄电池。 1971 年，日本松下电器公司的福田雅太郎首先发明了锂氟化碳电池并获得应用，从此，锂电池逐渐脱离预研阶段，走向实用化和商品化。 由于锂电池的固有特点，世界各国竞相开发各种新型的锂电池以满足日益增长的消费和军事需求。于是，相继出现了锂碘电池（1972 年）、锂铬酸银电池（1973 年）、锂二氧化硫电池（1974 年）、锂亚硫酰氯电池（1974 年）、锂氧化铜电池（1975 年）、锂二硫化锰蓄电池（1976 年）、锂二硫化钼蓄电池（1989年）、锂离子蓄电池（1991 年）、锂二氧化锰蓄电池（1994 年）和聚合物锂离子电池（1999 年）等，并不同程度的实现了商业化，付诸于实用。 1990 年，由日本索尼能源技术公司发明的高比能量、长寿命的锂离子蓄电池，使锂电池工业的发展大为改观。这种电池在高档电子设备上逐渐取代了常用 的镉镍电池和金属氢化物镍电池。被誉为下一代锂离子电池的聚合物锂离子电池 （PLIB）。自 1999 年实现产业化以来，发展速度一直快于普通液态锂离子电池。 锂离子电池的组成部分i 实用的锂离子电池结构一般包括一下部件：正极、负极、电解质、隔膜、临沂大学毕业论文 3 正极引线、负极引线、中心端子、绝缘材料、安全阀、正温度控制端子（PTC）、电池壳。
锂离子电池电解质的概述 锂离子电池的分类 从相态上来分，可把锂离子电池电解质分为液体、固体和熔融盐电解质三大类，具体分类如下： 临沂大学毕业论文
4 锂离子电池电解质 液体电解质 无机液体电解质有机液体电解质固体电解质 无机固体电解质有机固体电解质 纯固体聚合物电解质胶体聚合物电解质熔融盐电解质 锂离子电池电解质应具备的条件 电解质作为电池中一个重要组成部分，应具备以下几个条件： 电解质必须具有良好的离子导电性而不能具有电子导电性。一般温度内，
电导率要达到3-310210/cSm数量级之间。 A锂离子迁移数 阳离子是运载电荷的重要工具。高的离子迁移数能减小电池在充、放电过程中的电极反应时的浓差极化，使电池产生高的能量密度额功率密度。较理想的离子迁移数应该接近于1。 B热稳定性 电解质一般存在两个电极之间，当电解质与电极直接接触时，不希望有副反应发生，这就需要电解质有一定的化学稳定性。为得到一个合适的操作温度范围，电解质必须具备好的热稳定性，电化学窗口宽，最好有
0~5V的电化学稳定窗口以保证电解质在两极不发生显著的副反应,满足在电化学过程中电极反应的单一性。 C机械强度 当电池技术从实验室到中试或到最后生产时，需要考虑的一个重要问题是可生产性。虽然许多电解质能装配一个无支架膜，能获得可喜的电化学性能，但还需要足够高的机械强度来满足常规的大规模生产包装过程。 D代替隔膜使用时，还要具有良好的力学性能和可加工性能。 E价格成本低，安全性能好，闪点高或不嫩烧，无毒物污染，不会对环境造成危害。 以上这些是衡量电解质性能必须考虑的因素，也是实现锂离子电池高性能、低内阻、低价位、长寿命和安全性的重要前提。 锂离子电解质的研究现状及研究进展
液体电解质 液体电解质是锂盐在有机溶剂中溶解而制得的，锂盐与溶剂是它的两个组成部分。在液态锂离子电池中，锂盐和溶剂的性质与配比对电池的性能影响很大。 锂盐 常用的锂盐主要有以下几类：
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LiPFLiClOLiCFSOLiAlClLiNCFSO、、LiBF、LiAsF、、、 临沂大学毕业论文 5 它们的电化学稳定性顺序为4LiClO>6LiAsF,6LiPF>4LiBF>33LiCFSO>4LiAlCl. 电导率为：6LiAsF6LiPF>4LiClO>4LiBF,耐氧化性：664LiAsFLiPFLiBF>
4LiClO。其中4LiClO的阴离子由于氧化性太强，安全性差，故而生产中不宜使用；6LiAsF对碳负极电化学性能最好，曾经用于锂离子蓄电池的产业化，但环境污染严重。目前主要使用的锂盐是6LiPF，一般将其溶解在非质子性溶剂，如碳酸丙烯酯（PC）、碳酸乙烯酯（EC）、乙二醇二甲醚（DME）、碳酸二甲酯（DMC）、四氢呋喃（THF）等。 新型的硼酸锂盐LiBOB 优点：LiBOB中硼原子同具有强烈吸电子能力的草酸根中的氧原子相连，电
荷分布比较分散，使得它的电化学稳定性较好。与6LiPF相比，LiBOB在第一次充放电过程中不可逆容量较低，50℃高温下的循环性能比较优越，形成的钝化膜更加有利于抑制石墨的剥。对水相对不敏感，制备所用的原料价廉易得，制备方法相对简单，不会腐蚀正极集流体铝箔。 缺点：LiBOB在有机溶剂中的溶解度不高且纯化较难。 有机溶剂 在锂离子电池中，电解质一般使用有机混合溶剂。它至少由一种挥发性小、介电常数高的有机溶剂（如EC、PC）和一种低粘度和易挥发的有机溶剂（如DMC、DME、DEC、THF）组成，所得电解质溶液有较低的粘度、较高的介电常数、较低的挥发性。混合溶剂与一种溶剂相比，会使液态电解质电池的离子电导率和其他性能都要好。 液体电解质的性能及其对锂离子电池性能的影响 液体电解质一般都有较高的的离子电导率，因而主要问题是电解质的电化学稳定性，即对正极和负极的相容性，这对锂离子电池性能影响很大。 电解液与负极材料的作用，主要表现在电解质和负极材料的界面之间会发生钝化反应，在负极表面形成钝化膜（SEI），它可以使锂离子通过而阻止溶剂分子进入。D.Aurbach等研究发现钝化膜是由于在充放电过程中，电解液中的极性溶剂、盐的阴离子在负极表面发生还原反应生成锂盐化合物，然后沉积在负极表卖弄而形成，钝化膜的化学组成和性质取决于负极材料及电解液的组成和性质，它对电池的容量和循环性能有重要的影响。在以锂金属作负极的锂离子电池中，提高电池性能的关键之一是对钝化膜结构和组成的改进，即要求钝化膜均匀且有弹性，才能抑制或减少锂枝晶形成。
Soshi Shiraishi等发现在电解液中加入某些物质(如2CO、HF、表面活性剂等)，可改善钝化膜的均匀性，但经过45次循环后，就发现有锂枝晶形成。而Yoshiharu Mstsuda等发现电解液加入某些物质(如2MeF、2METHF、2METP等)能形成稳定的钝化膜且见面阻抗较小。但研究表明：只有少数电
