ppt--鋰離子電池

1、鋰離子電池簡介白玉瑤，工作原理，主要結(jié)構(gòu)，電池類型，主要優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景，未來研究方向，目錄，工作原理鋰離子電池是指以鋰離子嵌入化合物為正極材料的電池。碳材料用作負(fù)電極，含鋰化合物用作正電極。鋰離子電池的充放電過程是鋰離子嵌入和脫出的過程。正極：鋰鈷酸鋰鋰鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷酸鋰-鈷-鈷酸鋰-鈷-鈷酸鋰-鈷-鈷-鈷酸鋰-鈷-鈷酸鋰-鈷-鈷酸鋰-鈷-鈷-鈷充電時，由于電場的作用，鋰離子從鈷酸

2、鋰中流出，在電液中解離，通過隔膜中的孔隙，到達(dá)負(fù)極與碳反應(yīng)生成碳化鋰；相反，鋰離子返回正極，這是鋰離子電池的充放電過程。分類：鋰金屬電池：鋰金屬電池一般是以二氧化錳為正極材料，鋰金屬或其合金金屬為負(fù)極材料，使用非水電解質(zhì)溶液的電池。放電反應(yīng)：二氧化錳鋰=二氧化錳鋰一般不可充電，使用非水電解質(zhì)溶液。鋰金屬電池的原理與普通干電池相同。它使用鋰金屬作為電極，并通過鋰金屬的腐蝕或氧化產(chǎn)生電能，當(dāng)鋰金屬用完時會被浪費(fèi)掉，不能充電。主要結(jié)構(gòu)：陰極材料：鋰化合物L(fēng)iXCoO2、LiXNiO2、LiFePO4或LiXMnO2陰極材料：鋰碳夾層化合物L(fēng)iXC6電解質(zhì)溶液：溶有鋰鹽LiPF6、LiAsF6等有機(jī)溶

3、液的SEI膜：只有鋰離子可以通過，其他溶劑分子不能通過，陰極材料要求，1。高氧化還原電位，使電池輸出電壓高。2.高活性物質(zhì)和高容量。3.充放電時結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。4.氧化還原電位的微小變化。5.化學(xué)穩(wěn)定性好，與電解質(zhì)反應(yīng)小。6.電子和離子電導(dǎo)率高，大電流充放電性能好。7.價格便宜，對環(huán)境無污染。與幾種正極材料的優(yōu)缺點(diǎn)相比，磷酸鐵鋰材料最適合制造大規(guī)模動力電池，這已成為世界各國的研發(fā)熱點(diǎn)。大多數(shù)鋰離子電池都使用碳作為負(fù)極。除碳陽極材料外，還有錫基陽極材料、含鋰過渡金屬氮化物陽極材料、合金陽極材料、納米陽極材料等。陰極材料的要求，低氧化還原電位，高電池輸出電壓，大鋰嵌入容量，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，氧化還原電位變化小，

4、穩(wěn)定性好，與電解質(zhì)反應(yīng)小，表面結(jié)構(gòu)好，SEI膜好，高電子和離子電導(dǎo)率，高電流充放電性能，價格低廉，無環(huán)境污染，普通陰極材料，金屬鋰負(fù)極碳負(fù)極電解質(zhì)負(fù)極，金屬鋰負(fù)極，因?yàn)殇囋谌芙夂统练e過程中會產(chǎn)生枝晶， 電極的表面積不斷增加，并且由于SEI膜的形成，新增加的表面與集體的接觸不良，因此鋰的溶解和沉積效率低。 充電前后，碳負(fù)極材料是鋰離子電池最理想的負(fù)極材料。鋰嵌入碳材料可以表示為LixC6。當(dāng)X=1時，理論嵌鋰量最高，理論比容量為372 mAh/g。石墨和中間相碳微球(MCMB)是兩種應(yīng)用最廣泛的碳材料。石墨碳微球、電解質(zhì)、有機(jī)溶劑：碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳

5、酸二乙酯(DEC)、電解質(zhì)(鋰鹽):鋰六氟化鋰通常是不安全的，六氟化鋰是有毒的，鋰四氟化鋰具有低導(dǎo)電性和SEI膜。在液態(tài)鋰離子電池的第一次充放電過程中，電極材料在固液界面與電解質(zhì)反應(yīng)形成一層鋰離子電池的主要優(yōu)點(diǎn)是：1)單節(jié)電池的高電壓工作電壓高達(dá)3.73.8伏；2)目前能達(dá)到的實(shí)際比能約為555瓦時/千克；3)循環(huán)壽命一般可達(dá)500次以上，甚至1000次以上；同樣質(zhì)量的鉛酸電池是“新半年，舊半年，維修半年”，最多只有11.5年。4)安全性能好，無污染，環(huán)保；5)室溫下充滿電的鋰離子自放電率約為2%；6)能快速充放電；7)工作溫度范圍高，工作溫度為-2545；8)無記憶效應(yīng)的充電電池通常在完全放

6、電的情況下工作，其容量會迅速低于額定容量值。這種現(xiàn)象被稱為記憶效應(yīng)。然而，無論鋰離子電池處于何種狀態(tài)，它都可以在充電時使用，并且沒有必要先放電然后再充電。鋰離子電池的缺點(diǎn)鋰電池安全性差，有爆炸的危險。鈷酸鋰制成的鋰電池不能大電流放電，安全性差。鋰電池需要保護(hù)電路，防止電池過度充電和放電。生產(chǎn)要求高，成本高。根據(jù)鋰離子電池使用的電解質(zhì)材料不同，鋰離子電池可分為液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。聚合物鋰離子電池中使用的正極和負(fù)極材料與液態(tài)鋰離子電池相同，其工作原理基本相同。它們之間的主要區(qū)別在于電解質(zhì)的不同。液態(tài)鋰離子電池使用液態(tài)電解質(zhì)，而聚合物鋰離子電池被固態(tài)聚合物電解質(zhì)所取代，固態(tài)聚合物電解質(zhì)

7、可以是“干的”或“膠體的”。目前，大多數(shù)使用聚合物膠體電解質(zhì)。聚合物鋰離子電池(1)固體聚合物電解質(zhì)鋰離子電池(2)凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子電池(3)與液體鋰離子電池相比，聚合物鋰離子電池具有薄、任意面積、任意形狀的優(yōu)點(diǎn)，不會產(chǎn)生泄漏、燃燒爆炸等安全問題。因此，電池外殼可以由鋁塑復(fù)合膜制成，這可以提高整個電池的比容量。聚合物鋰離子電池也可以使用聚合物作為負(fù)極材料，其質(zhì)量比能量比目前的液態(tài)鋰離子電池提高50以上。動力鋰離子電池嚴(yán)格來說，動力鋰離子電池是指容量在3Ah以上的鋰離子電池。目前，它一般是指鋰離子電池，它可以通過放電來驅(qū)動設(shè)備、儀器、模型和車輛。動力鋰離子電池分為兩種類型：高容量和高功率。高容量電池可用于電動工具、自行車、踏板車、礦燈、醫(yī)療器械等。大功率電池主要用于混合動力汽車和其他需要大電流充放電的場合。根據(jù)內(nèi)部材料的不同，動力鋰離子電池分為液體動力鋰離子電池和聚合物鋰離子動力電池，統(tǒng)稱為動力鋰離子電池。高性能鋰離子電池為了突破傳統(tǒng)鋰電池的瓶頸，有必要開發(fā)一種新型的鐵碳存儲材料，它可以在一個小的存儲單元中存儲更多的電能。然而，這種材料的明顯缺點(diǎn)是充電周期不穩(wěn)定，多次充放電后電池的存儲容量明顯下降。因此，一種新的合成方法應(yīng)運(yùn)而生。將幾種原料與鋰鹽混合并加熱，產(chǎn)生一種全新的碳納米管納米結(jié)構(gòu)材料。這