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1、第四章 锂离子电池基本结构,Li-ion Battery,一、锂离子电池的组成,正极 采用锂化合物（LiCoO2 / LiNiO2 / LiMn2O4 /LiFePO4 等)； 负极 采用石墨层间化合物LiXC6； 隔膜 聚烯烃微孔膜(PE / PP)； 电解液 锂盐的有机溶液（LiPF6+PC /EC/DMC) 外壳五金件 铝/钢壳、盖板、极耳、绝缘片,锂离子电池结构示意图,1、锂离子电池结构正极,2、锂离子电池结构负极,3、锂离子电池结构隔膜,4、锂离子电池结构电解液,组成： 锂盐（LiPF6 浓度1mol/L）+ 有机溶剂（PC:EC:DMC=1:1:1） 性质： 无色透明液体，具有较强
2、吸湿性。 应用： 只能在干燥环境下使用（如真空 干燥的手套箱，环境水分小于20ppm）。,二、锂离子电池对正、负极材料的要求,(1) 具有稳定的层状或隧道的晶体结构,(3) 有平稳的电压平台,(2) 具有较高的比容量,(4) 正、负极材料具有高的电位差,(5) 具有较高的离子和电子扩散系数,(6) 环境友好,三、锂离子电池正极材料研究现状,大多数可作为锂离子电池的活性正极材料是含锂的过渡 金属化合物，而且以氧化物为主。 目前已用于锂离子电池规 模生产的正极材料为LiCoO2。,具有层状结构，理论容量274 mAh/g，实际容量140mAh/g 充放电过程中，层状结构易转化为尖晶石结构，高温循环
3、性 能差。 改性方法：掺杂（物理方法）、包覆（化学方法） -稳定结构，提高放电容量和循环性能 制备方法：高温固相法、溶胶-凝胶法、水热法。,具有层状结构，理论容量274 mAh/g，实际容量170mAh/g 无过充电现象，且具有价廉、无毒等优点。 热稳定性差，分解温度低，影响其循环性能，且完全纯 相的LiNiO2还未合成出。 解决途径：采用溶胶-凝胶法、掺杂、包覆 -稳定结构，提高循环性能,具有尖晶石结构，理论比容量148 mAh/g，实际比容量 120 mAh/g。 制约其商品化的瓶颈：高温性能差，容量衰减快。 -充放电过程中，尖晶石结构发生变化 解决途径：掺杂、包覆、采用LiBOB代替LiPF6,具有橄榄石型结构，具有层状结构，理论容量274mAh/g， 实际容量170mAh/g，原料资源丰富，价格低廉，且无毒对 环境友好。 离子和电子电导率低，大电流放电性能不好。 解决途径：加入导电性物质、掺杂、包覆。,层状结构材料（ LiCoO2、 LiNiO2等）,尖晶石结构材料LiMn2O4,Mn2O4构成的尖晶石基本框架,动力电池正极材料LiFePO4,Thank you！,