鋰離子電池應(yīng)用﹑研究與發(fā)展

目錄鋰離子電池的應(yīng)用現(xiàn)狀1

鋰離子電池的充放電原理2

未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展和展望4

材料的改進(jìn)3第一頁(yè)，共19頁(yè)。鋰離子電池的應(yīng)用現(xiàn)狀1第二頁(yè)，共19頁(yè)。鋰離子二次電池的起源圖1.1有關(guān)電池的發(fā)展歷史第三頁(yè)，共19頁(yè)。圖1.2鋰離子電池在二次電池市場(chǎng)占有率的趨勢(shì)

鋰離子二次電池的發(fā)展第四頁(yè)，共19頁(yè)。二次電池市場(chǎng)上二次電池的種類(lèi)鎳鎘電池

鋰離子電池氫鎳電池鉛酸電池(電瓶)圖1.3商業(yè)化的二次電池種類(lèi)第五頁(yè)，共19頁(yè)。鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)

電壓高(Ni-Cd、Ni-H電池的3倍);

比能量大(2倍于Ni-Cd，1.5倍于Ni-MH);

循環(huán)壽命長(zhǎng)(500次以上,甚至1000次以上);

安全性能好,無(wú)公害,無(wú)記憶效應(yīng);

自放電小(低于Ni-Cd的25-30%，Ni-MH的30-35%);

可快速充放電;工作溫度范圍高，重量小第六頁(yè)，共19頁(yè)。鋰離子電池的主要市場(chǎng)圖1.4鋰離子電池的主要應(yīng)用第七頁(yè)，共19頁(yè)。福特Escape混合動(dòng)力車(chē)鋰離子電池的未來(lái)市場(chǎng)圖1.5鋰離子電池的拓展市場(chǎng)第八頁(yè)，共19頁(yè)。鋰離子二次電池的發(fā)展圖1.6鋰離電池需求量預(yù)測(cè)

隨著材料研發(fā)的不斷進(jìn)步和電池電化學(xué)性能的提高,鋰離子電池仍然會(huì)快速增長(zhǎng),霸占著二次電池市場(chǎng)第九頁(yè)，共19頁(yè)。

鋰離子電池充放電原理2第十頁(yè)，共19頁(yè)。鋰離子電池的原理示意圖DischargeChargeloadeeChargeDischargeElectrolyteeeeeeeee+_CurrentCollectorCurrentCollectorAnodeCathodeLi1-xCoO2LixC6

以氧化鈷鋰為正極材料，石墨為負(fù)極材料的鋰二次電池充放電示意圖

分別代表石墨炭原子、氧原子及鈷原子

圖2.1鋰離子電池的充放電原理示意圖第十一頁(yè)，共19頁(yè)。正極反應(yīng):負(fù)極反應(yīng):總的反應(yīng):鋰離子電池的反應(yīng)機(jī)理

電極反應(yīng):

可逆地嵌入和脫嵌Li+的過(guò)程第十二頁(yè)，共19頁(yè)。

電池材料的改進(jìn)3第十三頁(yè)，共19頁(yè)。鋰離子電池的負(fù)極材料石墨:作為碳材料中的一種，與鋰形成石墨嵌入化合物（GraphiteIntercalationCompounds）LiC6.制備高純度和規(guī)整的微結(jié)構(gòu)碳負(fù)極材料,巴基球C60、碳納米管和其它納米尺度的嵌鋰微結(jié)構(gòu).增加材料結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

特殊結(jié)構(gòu)的金屬氧化物如新型錫復(fù)合氧化物基負(fù)極材料.質(zhì)量比能量較碳負(fù)極材料大大提高,電容量以及循環(huán)性能得到提高

石墨材料的改性

引入非金屬元素：H、B、N、Si、P、S等引入金屬元素：K、Mg、Al、Ga、V、Ni、Co、Cu、Fe等表面處理:氧化處理﹑采用碳包覆﹑包覆金屬及其氧化物﹑聚合物包覆

容量循環(huán)衰減第十四頁(yè)，共19頁(yè)。

未來(lái)市場(chǎng)發(fā)展和展望4第十五頁(yè)，共19頁(yè)。鋰離子二次電池的市場(chǎng)發(fā)展

鋰離子電池目前已經(jīng)成為便攜式電器(手機(jī)、筆記本電腦等)標(biāo)配電源。鋰離子電池作電動(dòng)汽車(chē)(EV)、混合電動(dòng)汽車(chē)(HEV)的動(dòng)力電源也會(huì)得到更廣泛應(yīng)用。在航空航天領(lǐng)域、軍事應(yīng)用、微型機(jī)電系統(tǒng)、動(dòng)力負(fù)荷調(diào)節(jié)系統(tǒng)﹑生物領(lǐng)域等方面，鋰離子電池會(huì)扮演越來(lái)越重要的角色。第十六頁(yè)，共19頁(yè)。參考文獻(xiàn)1.KisukKang,YingShirleyMeng,JulienBréger,ClareP.Grey,andGerbrandCeder,ElectrodeswithHighPowerandHighCapacityforRechargeableLithiumBatteries,Science311(2006)977-980.2.HiroyukiNishideandKenichiOyaizu,TowardFlexibleBatteries,Science319(2008)737-738.3.JoeAlper,TheBattery:NotYetaTerminalCase,Science296(2002)1224-1226.4.吳宇平等編著,鋰離子二次電池,化學(xué)工業(yè)出版(2002),P99-103.5.Y.Kim,H.S.Kim,S.W.Martin,SynthesisandelectrochemicalcharacteristicsofAl2O3-coatedLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2cathodematerialsforlithiumionbatteries,ElectrochimicaActa52(2006)1316-1322.6.L.Liu,Z.Wang,H.Li,L.Chen,X.Huang,Al2O3-coatedLiCoO2ascathodematerialforlithiumionbatteries,SolidStateIonics152-153(2002)341-346.7.RobertF.Service,ShrinkingDimensionsSpurResearchIntoEver-SlimmerBatteries,Science308(2005)786.8.

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第十七頁(yè)，共19頁(yè)。參考文獻(xiàn)9.LifenXiaoetal.EnhancedelectrochemicalperformanceofsubmicronLiCoO2synthesizedbypolymerpyrolysismethod,JournalofSolidStateElectrochemistry(2008)12:149–153.10.S.Castro-Garc,A.Castro-Couceiro,M.A.Senarir-Rodriuez,F.Soulette,C.Julien,InfluenceofaluminumdopingonthepropertiesofLiCoO2andLiNi0.5Co0.5O2oxides,SolidStateIonics156(2003)15-26.11.H.Cao,B.Xia,Y.Zhang,N.Xu,LiAlO2-coatedLiCoO2ascathodematerialforlithiumionbatteries,SolidStateIonics176(2005)911-914.12.J.C.Arrebola,A.Caballero,L.Hern,J.Morales,PMMA-assistedsynthesisofLi1-xNi0.5Mn1.5O4-dforhigh-voltagelithiumbatterieswithexpandedratecapabilityathighcyclingtemperatures,JournalofPowerSources180(2008)852-858.13.A.Dailly,R.Schneider,D.Billaud,Y.Fort,P.Willmann,Newgraphite-antimonycompositesasanodicmaterialsforli