锂离子电池的分类与构成概述

一、锂离子电池的定义  

锂离子电池是以两种不同且能够可逆脱嵌锂离子的嵌理化合物作为正负极的二次电池体系。锂离子电池是由日本索尼公司于1990年推向电池市场的新型高能蓄电池，是目前电池市场中最新一代的充电电池，也是目前世界范围内使用最广泛的电池。    

二、锂离子电池商业化发展历程  

1970年，美国国家航空航天局（NASA）研发的锂原电池，负极活性物质采用金属锂，正极活性物质采用二氧化锰和氟化炭等材料。该电池于研发同年商业化。  

1980年，法国科学家阿曼德（Armand）提出了RCB（摇椅式电池）概念（也有课程和网络资料显示RCB概念的提出时间是1972年），RCB概念中锂电池的正负极均采用可使锂离子自由脱嵌的活性物质。此后，锂电池以锂离子电池的形式迅速发展。  

1990年，日本索尼公司成功研制了锂离子电池，该电池正极活性物质是过渡金属氧化物，负极活性物质是可以使锂离子自由脱嵌的石墨。该锂离子电池的诞生解决了困扰锂电池行业多年的电池循环和安全问题。  

1992年，锂离子电池实现商品化。  

1999年，聚合物锂离子电池实现商品化（电解液从水系转变为油系）。    

三、锂离子电池的分类与构成概述  

根据锂离子电池所采用的电解质材料不同，锂离子电池可被分类为液态锂离子电池（LIB）和聚合物胶体锂离子电池（LIP）两大类，两类锂离子电池的工作原理基本一致。  

锂离子电池的本质是一种锂离子浓差（浓度差）电池，其正负电极由两种不同的锂离子嵌入化合物构成。正极一般采用锂化合物如：LixCoO2、LixNiO2、LixMn2O2等，负极一般采用锂碳层间化合物LixC6，电解质一般采用含有LiPF6（六氟磷酸锂）和LiAsF6（六氟砷酸锂）等有机溶液。      

四、锂离子电池的特点  

（1）工作电压较高（工作电压为氢镍电池的3倍）；  

（2）比能量较大（每千克能量为150Wh，是镍氢电池的3倍）；  

（3）体积较小（比镍氢电池体积小30%）；  

（4）质量较轻（比传统电池轻50%）；  

（5）循环寿命较长（通常，循环寿命处于500~1000之间）；  

（6）自放电率较低（每月自放率处于6~8%，低于镍氢电池）；

（7）无记忆效应 （充放电深度变化，不影响电池的容量及寿命）；  

（8）无污染（电池材料不存在有毒物质。此项存疑，目前，构成锂离子电池正极材料的NMP是有毒、有污染物质）；  

（9）能够制成任意形状。    

五、锂离子电池的应用领域  

锂离子电池在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等领域均被应用，大容量锂离子电池已在电动汽车中被使用。除此之外，锂离子电池的应用还在向人造卫星、航空航天、储能等领域拓展，锂离子电池或可成为21世纪主要动力电源之一。







审核编辑：刘清