锂离子电池有哪些显著优点？为何能被广泛应用？

锂离子电池因具有环境友好、工作电压高、能量密度高、循环寿命长及自放电小等显著优点，已被广泛用于3C(ComputerCommunication和ConsumerElectronic)电子产品、电动汽车、储能设备及船用领域。尤其是锂离子电池高的能量密度(170Wh/kg)，约为传统铅酸蓄电池的3倍，使其在动力电源领域具有较强的吸引力。而正极材料的能量密度主要决定了锂离子电池的能量密度，可见正极材料在锂离子电池化学体系中起着至关重要的作用，其中研究较为广泛的锂离子电池正极材料为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍锰酸锂、三元镍钴锰锂(NCM)、三元镍钴铝锂(NCA)及富锂锰基正极材料。

1特点

1.1钴酸锂

LiCoO2是最早商业化的层状过渡金属氧化物材料，由于其研制技术成熟、能量密度较高，仍是目前3C领域产品的主流正极材料之一。LiCoO2的理论比容量274mAh/g，而在实际使用过程中，4.35V(vs.Li+/Li)的放电比容量可达160mAh/g}4.5V(vs.Li+/Li)的放电比容量可达170mAh/g以上。以LiCoO2作为正极的18650电池单体，其容量和能量密度分别可达2.6Ah和205Wh/kg。

然而，在高电压下LiCoO2材料结构不稳定，易与液态电解液发生氧化反应，导致热失控发生，因而限制了其在动力领域的应用。近些年，主要从LiCoO2材料掺杂、表面惰性材料包覆入手，对材料进行改性。

1.2锰酸锂

立方相尖晶石结构的锰酸锂LiMn204具有4.0V的放电平台，其理论比容量148mAh/g，实际可逆比容量能可达120-130mAh/g。以LiMn204作为正极的18650电池单体，其容量和能量密度分别可达1.5Ah和120Wh/kg。然而，LiMn204材料存在高温循环性能不佳的问题，原因可能为:

(1)在充放电循环过程中，因Mn3+的Jahn-Teller效应使LiMn204由立方晶系变为四方晶系，从而引起材料晶胞体积发生变化，进而导致电池的体积发生改变、材料颗粒彼此接触不紧密；(2)在过充或热效应下，材料表而温度快速上升，使电解液发生分解。

近年来，研究者尝试了多种手段对LiMn204材料进行改性，包括：

(1)氧化物包覆Park等。通过在LiMn204材料包覆一层两性氧化物薄膜，以减少材料与电解液之间的反应；

(2)金属阳离子掺杂。如Co3+、Fe3+、Mg2+等；

(3)降低LiMn204材料比表而积缩小比表能可相应减少电解液与活性物质间的接触，从而降低电极与电解质间的分解反应速率。
 

过充其实很好理解，就是手机在显示电量已满的情况下还在继续为手机电池进行充电，这种时候我们就称手机正发生过充。在电池电量已满的情况下继续充电会导致正极材料结构变化，造成容量损失，而其分解放氧与电解液会发生剧烈的化学反应，最坏的结果自然就是发生爆炸。

【科普】如何正确理解锂电池过充现象？

在现实生活发生不少在充电时手机爆炸的案例。比如新华网曾报道在2015年3月4日一23岁女孩充电玩手机被烧焦，山西晚报也曾报道在2015年6月15日一18岁少年充电玩手机时触电身亡。发生这些惨剧的原因可以归结于电池本身有损坏，充电器没有IC保护，电源本身也有质量问题等等。当充电完成后电流还在不断的输入时，因为电池的电容量已经到达上限，此时大部分的电流则由电能转变为热能被消耗，于是电池开始变热。

一般常识也告诉我们，电池最佳的保存方法常温且干燥处，不管是镍氢电池还是锂电池其实都一样。当过充发生时，毫无疑问电流转化的热能会大量散发出来，从而导致锂电池正极电解质发生反应，消耗锂电池的最大电容量，当热量积攒到一定程度时，起火、爆炸这类事件都是有可能发生。

面对安全性如此低的事情，自然手机厂商们和充电器厂商们不会坐视不管。毕竟当用户发生安全问题时倒霉的一定是他们，所以在给手机充电时有了许多的讲究，尤其是以现在主流的以USB口进行充电的手机和充电器都非常有讲究。