锂离子电极材料01

2012年电化学工艺系列课件锂离子电极材料ElectrodeMaterialsOfLithiumBattery化学与化学工程学院09338004丘国力Chapter1第一章化学电池概论电池分类与组成锂离子电池的性质特点选题的目的意义何为化学电源化学电源又称电池，是一种能将化学能干脆转变成电能的装置，它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。常见的电池大多是化学电源。它在国民经济、科学技术、军事和日常生活方面均获得广泛应用。——摘自百度百科1800年Vote伏打电堆1859年法国Plante铅酸蓄电池丹尼尔电池英国Daniel1835年锌锰电池法国Leclanche1866年1899年瑞典Jungner镍镉电池碱性电池Urry1950年1990年索尼公司锂离子电池电池的历史电池由外壳、正极、负极、端子、隔膜等组成外壳：一般是塑料或金属材质正极：电流的流出端负极：电流的流入端端子：内部与活性物质相连，外接用电器隔膜：防止正、负极短路，并供应电子的内部传递通道电池的结构第一章化学电池概论电池分类与组成锂离子电池的性质特点选题的目的意义电池的分类与组成铅酸电池镍镉、镍氢电池燃料电池锂电池碱性锌锰电池…铅酸电池铅酸蓄电池(Lead-AcidBattery,LAB)，指正负极活性物质分别是铅和二氧化铅、由硫酸水溶液做电解液的二次电池分富液式和贫液式两大类，贫液式就是目前广泛应用的阀控式密闭铅酸蓄电池，事实上它不并是完全密闭的主要应用于交通、通信、后备电源等领域具有价格低廉、牢靠性高、维护简洁等优点由于铅对人体有害、硫酸污染环境、腐蚀设备，应用领域受限制虽然有被镍氢、锂离子电池等取代的趋势，但由于价格、平安、牢靠性等缘由仍将长期占据二次电池的大部分市场富液式：不能卧式放置，需常常加水加酸和调整酸的浓度等困难维护；酸液挥发会污染环境并腐蚀设备涂膏式极板：工艺简洁，是最古老的铅蓄管式正极板：寿命长阀控式：也叫贫液式，电池以平安阀密封内压过大时开阀排气，内部无游离酸AGM(AbsorbedGlassMat)：目前运用最广的技术，吸附电解液的AGM做隔离板胶体(Gel)：低温性能更好，寿命更长铅酸电池镍氢、镍镉电池镍镉电池Cd/NiOOH电池的优缺点优点：运用寿命长，蓄电池自放电小,运用温度范围广,耐过充过放,放电电压平稳,机械性能好.缺点：活性物质利用率低,成本较高,负极镉有毒,电池长期浅充放循环时有记忆效应.镍氢、镍镉电池高压氢镍电池在燃料电池和全密封Cd/Ni电池的基础上发展了(高压）氢-镍电池，称为其次代空间电池。高压氢-镍电池的正极接受烧结式镍电极；负极以镍网为骨架，Pt、Pd等贵金属为催化剂，负极活性物质是电池内预先充入的高压氢气优点：较高的比能量，循环寿命长，耐过充、过放实力强，以及可以通过氢压来指示电池荷电状态等.缺点：负极运用贵金属催化剂，电池成本高；电池内部氢压高，增加了电池密封的难度；壳体须要用较重的耐压容器，降低了电池的比能量；电池自放电大；可能因氢气泄漏而出现平安问题高压氢-镍电池目前仅应用于空间技术等特定的场合低压氢镍电池(金属氢化物-镍电池)20世纪70年头起，降低储氢材料吸氢压力的努力有突破性进展，储氢材料好用化；以储氢合金为负极、Ni(OH)2为正极优点:较高的比能量，耐过充、过放实力强，循环寿命长，无毒及不运用贵金属等缺点:电池自放电较大镍氢、镍镉电池燃料电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能干脆转化为电能的发电装置。将燃料和空气分别通入燃料电池，燃料电池就能产生电能。燃料电池的概念是1839年G.R.Grove提出的，至今已有大约160年的历史。燃料电池燃料电池是以燃料和空气分别为还原剂和氧化剂，组成阳极和阴极，形成原电池，从而发出电能。由于不经过燃烧过程，干脆将化学能转化为电能，从而具有较高的能量转换效率。锂离子电池是一种充电电池，Li+在两个电极之间来回嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，与C结合，负极处于富锂状态；放电时则相反。接受含有锂元素的化合物作为电池正极材料。锂电池指用金属锂作负极活性物质的电池的总称。平安性没有锂离子高，没有