锂离子电池电极材料研究进展80张课件

、锂离子电池的发展与原理锂离子电池由于其高比能量和高电压的优点,受到了人们的极大关注,已成为国际电池界商品化开发的热点和重点。可充电锂电池技术发展的推动力主要来自三个方面消费电子产品、电动汽车和可移植医疗器具(如人工心脏)。、锂离子电池的发展与原理1锂离子电池的发展可以追溯到上世纪70年代第一个商品化的可充式锂二硫化钼电池于1979年研究成功,1987年投产不幸的是1989年8月,日本电信电话公司(NTT)的汽车移动电话在使用该电池时发生了起火事件,原因是锂枝晶的形成导致正负极间的隔膜穿孔引起电池短路,后来该电池被迫停产。锂离子电池的发展可以追溯到上世纪70年代270年代末,法国的Armand先后提出了两种解决途径:1采用聚合物固体电解质,它不与锂发生反应,可制备全固态锂金属二次电池;2采用很低电压就能使锂离子嵌入脱出的材料来代替金属锂,从而发展为正极和负极采用锂离子嵌入材料的锂离子二次电池70年代末,法国的Armand先后提出了两种解决途径:3根据第二条解决途径,1991年,日本Sony公司推出了第一代商业化锂离子电池,成为锂离子电池发展史上的一个里程碑和以往不同的是,这一代的锂离子电池分别用两种不同的插层化合物作电极,在正极上采用的是Lcoo2,而负极则用石墨替代了原先的L金属。负极材料的改变解决了长期困扰锂电池的L枝晶问题,从而大大提高了电池的安全性。根据第二条解决途径,1991年,日本Sony公司4锂离子电池商业化的成功,引起了全世界的广泛关注,多年来,各国政府都投入了大量的人力物力进行研究和开发,有力地促进了锂离子电池的商业化发展。十几年来,锂离子电池不仅在产量和产值取得了巨大的飞跃,而且其应用领域也大大拓宽了。锂离子电池商业化的成功,引起了全世界的广泛关注,5目前,锂离子电池已经被广泛应用于移动通讯、便携式笔记本电脑、摄像机、便携式仪器仪表等领域。随着这些电器的高能化,轻量化,对锂离子电池的需求也越来越迫切。除了适应电器市场向微型化发展以外,锂离子电池也在向大型电动设备方向发展,被看作是未来电动汽车动力电源的重要候选者之一,并在空间技术、国防工业等大功率电源方面展示出广阔的应用前景。目前,锂离子电池已经被广泛应用于移动通讯、便携6锂离子电池是以Li+嵌入化合物为正负极的二次电池,实际上是一个锂离子浓差电池,正负极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成通常正极采用锂化合物,负极采用锂一碳层间化合物。电介质为锂盐的有机电解液在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱出,被形象地称之为“摇椅式电池”。锂离子电池是以Li+嵌入化合物为正负极的二次电池,7锂离子电池的工作原理示意图LoadCurrentElectronsNegatvepositivePositiveLi+u+LiLiLLiLiElectrolyteElectrolyteDischargeCharge锂离子电池的工作原理示意图8a)正极LiCaO2负极LixC负极1i(a)正极LiCoO充电放电图1(a)SONY摇椅式电池和(b)锂金属为负极的充电锂电池示意图,结晶石墨中锂最大含量为LiCe(x=1)a)正极LiCaO29充电时,Li从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,正极处于贫锂态,同时电子的补偿从外电路供给到碳负极,保证负极的电荷平衡。放电时,Li+从负极脱嵌经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态。在正常充放电过程中,Li+在层状结构的碳材料和层状结构的金属氧化物的层间嵌入和脱出,一般只引起层面间距变化,不破坏晶体结构。因此,从充放电反应的可逆性看,锂离子电池反应是一种理想的可逆反应充电时,Li从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,正极10锂离子电池电极材料研究进展80张课件11锂离子电池电极材料研究进展80张课件12锂离子电池电极材料研究进展80张课件13锂离子电池电极材料研究进展80张课件14锂离子电池电极材料研究进展80张课件15锂离子电池电极材料研究进展80张课件16锂离子电池电极材料研究进展80张课件17锂离子电池电极材料研究进展80张课件18锂离子电池电极材料研究进展80张课件19锂离子电池电极材料研究进展80张课件20锂离子电池电极材料研究进展80张课件21锂离子电池电极材料研究进展80张课件22锂离子电池电极材料研究进展80张课件23锂离子电池电极材料研究进展80张课件24锂离子电池电极材料研究进展80张课件25锂离子电池电极材料研究进展80张课件26锂离子电池电极材料研究进展80张课件27锂离子电池电极材料研究进展80张课件28锂离子电池电极材料研究进展80张课件29锂离子电池电极材料研究进展80张课件30锂离子电池电极材料研究进展80张课件31锂离子电池电极材料研究进展80张课件32锂离子电池电极材料研究进展80张课件33锂离子电池电极材料研究进展80张课件34锂离子电池电极材料研究进展80张课件35锂离子电池电极材料研究进展80张课件36锂离子电池电极材料研究进展80张课件37锂离子电池电极材料研究进展80张课件38锂离子电池电极材料研究进展80张课件39锂离子电池电极材料研究进展80张课件40锂离子电池电极材料研究进展80张课件41锂离子电池电极材料研究进展80张课件42锂离子电池电极材料研究进展80张课件43锂离子电池电极材料研究进展80张课件44锂离子电池电极材料研究进展80张课件45锂离子电池电极材料研究进展80张课件46锂离子电池电极材料研究进展80张课件47锂离子电池电极材料研究进展80张课件48锂离子电池电极材料研究进展80张课件49锂离子电池电极材料研究进展80张课件50锂离子电池电极材料研究进展80张课件51锂离子电池电极材料研究进展80张课件52锂离子电池电极材料研究进展80张课件53锂离子电池电极材料研究进展80张课件54锂离子电池电极材料研究进展80张课件55锂离子电池电极材料研究进展80张课件56锂离子电池电极材料研究进展80张课件57锂离子电池电极材料研究进展80张课件58锂离子电池电极材料研究进展80张课件59锂离子电池电极材料研究进展80张课件60锂离子电池电极材料研究进展80张课件61锂离子电池电极材料研究进展80张课件62锂离子电池电极材料研究进展80张课件63锂离子电池电极材料研究进展80张课件64锂离子电池电极材料研究进展80张课件65锂离子电池电极材料研究进展80张课件66锂离子电池电极材料研究进展80张课件67锂离子电池电极材料研究进展80张课件68锂离子电池电极材料研究进展80张课件69锂离子电池电极材料研究进展80张课件70锂离子电池电极材料研究进展80张课件71锂离子电池电极材料研究进展80张课件72锂离子电池电极材料研究进展80张课件