TOP19毕业论文_化成制度对电池性能的影响.doc文档免费在线阅读

然而金属在与锂形成合金的过程中，体积变化大，锂的反复嵌入脱出导致材料的机械稳定性逐渐降低，电极材料逐渐粉化失效，合金结构遭到破坏。

随着索尼公司用碳作负极的锂离子电池的商业化，碳材料得到了广泛的研究。

该类材料具有比容量高，电极电位低，循环寿命长等优点。

目前研究较多的碳质材料有石墨中间相炭微球高比容量碳化物等。

然而该类材料还存在些难以克服的弱点。

例如，碳负极在有机电解液中会形成钝化层层，该层虽可传递电子验证码种多样，但是从应用的极度而言，目前主要是氧化钴锂。

氧化钴锂已经实现了商品化而氧化锰锂尽管已实现了商品化，但是容量及循环性能有待于进步的提高。

至化成制度对电池性能的影响于正极材料目前理论方面还具有较高的扩散速度，以使电池具有较好的充放电特性。

具有较高的结构稳定性化学稳定性和热稳定性。

价格低廉无毒容易制备。

其他正极材料比较多，如铬的氧化物，钼的氧化物等等。

锂离子电池的正极材料多满足以下条件材料为层状或隧道式开放结构，有较高的电极电位，且在锂离子脱嵌的过程中电极电位变化较小。

可逆脱嵌的锂离子的量应尽可能多，以使电池具有较高的比容量。

在材料的内部和表面，锂离子容量，放电电压极稳定，循环性能好，价格低廉，环境友好，安全性能好等优点。

目前，研究中遇到的主要困难是它的电导率低压实密度小等难以接近其理论容量，尤其是在大电流条件下。

性能优良的正极材料应磷酸根离子等除可得到与氧化物致的高电压外，也能提高较大的自由体积，有利于锂离子的迁移。

多阴离子正极材料主要有两种结构橄榄石结构和结构。

最新研究的具有高的能量密度和理论较严重。

上述正极材料基本上是氧化物，但是对硫化物的研究表明，尖晶石中硫代尖晶石结构中亚的可逆嵌入脱嵌过程中比较稳定，亚稳定尖晶石框架基本完整。

同时在引入含氧多的阴离子如硫酸根离子具有原料丰富，价格低廉，污染小，安全性能好，能够承受大电流放电的优点。

的主要缺点在于的溶解损失效应和电解液的分解所引起的循环容量失，尤其是高温循环容量的下降比实用化的难度较大。

尖晶石型是尖晶石型家族的典型代表，充放电在左右的容量在是可逆的。

被认为是最具有潜力的锂离子二次动力电池正极材料之。

与正极材料相比，比低。

与样，在充放电过程中发生从三方晶系到单斜晶系的可逆相变。

但是三方晶系的在制备的过程中很容易生成无电化学活性的立方晶系的，因此，层状，且性能较稳定，是目前最成熟的正极在材料。

但是，由于金属钴属于稀缺资源，价格高，加上安全方面的原因，限制了其在电动汽车混合电动汽车等大电流放电场合的使用。

层状的与性能相近，但价格的正极材料。

在充放电过程中，发生从三方晶系到单斜晶系的可逆相变，晶格参数的化成制度对电池性能的影响改变较小，因而具有良好的可逆性。

目前，正极材料的实际比容量已达到尖晶石型的中。

常用的氧化钴锂般有两种结构层状结构与尖晶石结构。

通常意义上的氧化钴锂基本上指前者。

因后者结构不稳定，循环性能不好，常被人忽略。

层状的是最早用于商品化的锂离子二次电池甚至会出现电池爆炸等情况。

在大型化的锂离子电池中尤为突出，因此对电池安全性能的研究显得更加重要。

正极材料的发展常规锂离子电池正极材料的研究集中于层状的过渡金属氧化物等与池中的金属锂负极既保持了锂电池工作电压高的优点，又很大程度上解决了锂电池的安全问题。

同时还大大提高了电池的充放电效率和循环寿命。

但是目前锂离子仍存在安全隐患，尤其在滥用或极端的情况下，温度会急剧升高锂离子从正极材料晶格脱出，经过电解质嵌入负极晶格中。

正负极材料之间嵌入脱出锂离子的化学位差值，形成了电池的工作电压。

图为锂离子电池的工作原理图锂离子电池的工作原理示意图嵌锂化合物代替二次锂电负极化成制度对电池性能的影响总反应放电时锂离子从负极材料晶格中脱出，经过电解质回到正极材料晶格中，充电时刚好相反负极活性物质。

其基本原理可以描述如下充放电过程以石墨为负极，为正极电池反应方程式如下正极负极活性物质。

其基本原理可以描述如下充放电过程以石墨为负极，为正极电池反应方程式如下正极负极化成制度对电池性能的影响总反应放电时锂离子从负极材料晶格中脱出，经过电解质回到正极材料晶格中，充电时刚好相反，锂离子从正极材料晶格脱出，经过电解质嵌入负极晶格中。

正负极材料之间嵌入脱出锂离子的化学位差值，形成了电池的工作电压。

图为锂离子电池的工作原理图锂离子电池的工作原理示意图嵌锂化合物代替二次锂电池中的金属锂负极既保持了锂电池工作电压高的优点，又很大程度上解决了锂电池的安全问题。

同时还大大提高了电池的充放电效率和循环寿命。

但是目前锂离子仍存在安全隐患，尤其在滥用或极端的情况下，温度会急剧升高，甚至会出现电池爆炸等情况。

在大型化的锂离子电池中尤为突出，因此对电池安全性能的研究显得更加重要。

正极材料的发展常规锂离子电池正极材料的研究集中于层状的过渡金属氧化物等与尖晶石型的中。

常用的氧化钴锂般有两种结构层状结构与尖晶石结构。

通常意义上的氧化钴锂基本上指前者。

因后者结构不稳定，循环性能不好，常被人忽略。

层状的是最早用于商品化的锂离子二次电池的正极材料。

在充放电过程中，发生从三方晶系到单斜晶系的可逆相变，晶格参数的化成制度对电池性能的影响改变较小，因而具有良好的可逆性。

目前，正极材料的实际比容量已达到，且性能较稳定，是目前最成熟的正极在材料。

但是，由于金属钴属于稀缺资源，价格高，加上安全方面的原因，限制了其在电动汽车混合电动汽车等大电流放电场合的使用。

层状的与性能相近，但价格比低。

与样，在充放电过程中发生从三方晶系到单斜晶系的可逆相变。

但是三方晶系的在制备的过程中很容易生成无电化学活性的立方晶系的，因此，层状实用化的难度较大。

尖晶石型是尖晶石型家族的典型代表，充放电在左右的容量在是可逆的。

被认为是最具有潜力的锂离子二次动力电池正极材料之。

与正极材料相比，具有原料丰富，价格低廉，污染小，安全性能好，能够承受大电流放电的优点。

的主要缺点在于的溶解损失效应和电解液的分解所引起的循环容量失，尤其是高温循环容量的下降比较严重。

上述正极材料基本上是氧化物，但是对硫化物的研究表明，尖晶石中硫代尖晶石结构中亚的可逆嵌入脱嵌过程中比较稳定，亚稳定尖晶石框架基本完整。

同时在引入含氧多的阴离子如硫酸根离子磷酸根离子等除可得到与氧化物致的高电压外，也能提高较大的自由体积，有利于锂离子的迁移。

多阴离子正极材料主要有两种结构橄榄石结构和结构。

最新研究的具有高的能量密度和理论容量，放电电压极稳定，循环性能好，价格低廉，环境友好，安全性能好等优点。

目前，研究中遇到的主要困难是它的电导率低压实密度小等难以接近其理论容量，尤其是在大电流条件下。

性能优良的正极材料应满足以下条件材料为层状或隧道式开放结构，有较高的电极电位，且在锂离子脱嵌的过程中电极电位变化较小。

可逆脱嵌的锂离子的量应尽可能多，以使电池具有较高的比容量。

在材料的内部和表面，锂离子具有较高的扩散速度，以使电池具有较好的充放电特性。

具有较高的结构稳定性化学稳定性和热稳定性。

价格低廉无毒容易制备。

其他正极材料比较多，如铬的氧化物，钼的氧化物等等。

锂离子电池的正极材料多种多样，但是从应用的极度而言，目前主要是氧化钴锂。

氧化钴锂已经实现了商品化而氧化锰锂尽管已实现了商品化，但是容量及循环性能有待于进步的提高。

至化成制度对电池性能的影响于正极材料目前理论方面还并未成熟，其商品化有待于进步提高。

新型正极材料的研究也在不断探索中。

负极材料的发展锂离子电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥滚压而成。

引入高比容量负极材料是提高锂离子电池比能量的主要途径之。

二次锂电池的发展经历了曲折的过程。

初期，负极材料是金属锂，它是比容量最高的负极材料。

由于金属锂异常活泼，所以能与许多无机物和有机物反应。

为了克服锂负极高活泼性引起的安全性差和循环性差的缺点，研究了各种锂合金作为新的负极材料。

室温下金属锂能与许多金属形成金属间化合物。

由于锂合金的形成反应通常是可逆的，因此能够与锂形成合金的金属理论上都能够作为锂电池的负极材料。

然而金属在与锂形成合金的过程中，体积变化大，锂的反复嵌入脱出导致材料的机械稳定性逐渐降低，电极材料逐渐粉化失效，合金结构遭到破坏。

随着索尼公司用碳作负极的锂离子电池的商业化，碳材料得到了广泛的研究。

该类材料具有比容量高，电极电位低，循环寿命长等优点。

目前研究较多的碳质材料有石墨中间相炭微球高比容量碳化物等。

然而该类材料还存在些难以克服的弱点。

例如，碳负极在有机电解液中会形成钝化层层，该层虽可传递电子验证码，