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锂离子电池的工作原理实际上是一种锂离子浓差电池,正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物组成。充电时,Li+从正极脱嵌经过电解质嵌入负极,负极处于富锂态,同时电子的补偿电荷从外电路供给到负极,保证负极的电荷平衡。放电时则相反,Li+从负极脱嵌,经过电解质嵌入正极,正极处于富锂态。在锂离子电池的充放电过程中,锂离子处于从正极→负极→正极的运动状态,就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,锂离子就象优秀的运动健将在摇椅的两端来回奔跑。所以锂离子电池又称摇椅式电池。

在锂电实际生产制造中需要用到的材料很多,包括正负极材料、隔膜、电解液、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、铝箔、铜箔、铝带、镍带、吸塑等等,其中正极材料、负极材料、隔膜和电解液被称为关键材料,锂离子电池的性能主要取决于这几种关键材料。而在锂电池制造的材料成本中,正极材料占的比重**,在30%以上。所以在锂离子电池的发展中,研究高质量低成本的正极材料是关键的任务之一。

自锂离子电池诞生以来,其发展经历了曲折的过程。正极材料发展到现在虽种类繁多,但真正应用于商业化的鲜有罕见。而作为一种理想的博浠娱乐平台网页版 中国姚记娱乐城赌场要求具有以下电化学性能:

(1)具有层状或隧道的晶体结构,以利于锂离子的嵌入和脱出,结构牢固,在充放电电压范围内的稳定性好,使电**有良好的充放可逆性,以保证锂离子电池的循环寿命;

(2)充放电过程中,应有尽可能多的锂离子嵌入和脱出,使电**有较高的电化学容量;

(3)在锂离子进行嵌脱时,电极反应的自由能变化应较小,以使电池有较平稳的充放电电压,以利于锂离子电池的广泛应用;

(4)锂离子应有较大的扩散系数,以减少极化造成的能量损耗,保证电池有较好的快充放电性能;

(5)分子量小,提高重量能量密度;摩尔体积小,提高体积能量密度。

另外,从实用角度来讲,正极材料应原料来源广泛,价格便宜,易于工业化,并对环境无污染等。

目前研究的正极材料可分为两类:即纯相类和改性类。对纯相类的有钴氧化物、镍氧化物、锰氧化物、钒氧化物、多原子阴离子正极材料、其他正极材料等。

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改性类顾名思义是对纯相类材料进行结构上的改性技术处理,主要包括包覆和掺杂等手段。如三元(如镍钴锰酸锂)或二元(如镍锰酸锂)正极材料等。

商业化的正极材料常见性能列表如下:

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