如何克服锂电池的不足，提高电池的安全可靠性?
来源：宝鄂实业
2019-09-27 09:41
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锂电池的研究历史可以追溯到20世纪50年代，于70年代进入实用化，因其具有比能量高、电池电压高、工作温度范围宽、
储存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中，如便携式计算机、摄录机一体化、照相机、电动工具等。
锂离子电池则是在锂电池的基础上发展起来的一类新型电池。锂离子电池与锂电池在原理上的相同之处是：
两种电池都采用了一种能使锂离子嵌入和脱出的金属氧化物或硫化物作为正极，采用一种有机溶剂一无机盐体系作为电解质。
不同之处是：在锂离子电池中采用可使锂离子嵌入和脱出的碳材料代替纯锂作为负极。锂电池的负极(阳极)采用金属锂，在充电过程中，金属锂会在锂负极上沉积，产生枝晶锂。
枝晶锂可能穿透隔膜，造成电池内部短路，以致发生爆炸。为克服锂电池的这种不足，提高电池的安全可靠性，于是锂离子电池应运而生。
纯粹意义上的锂离子电池研究始于20世纪80年代末，1990年日本Nagoura等人研制成以石油焦为负极、以钴酸锂为正极的锂离子二次电池。
锂离子电池自20世纪90年代问世以来迅猛发展，目前已在小型二次电池市场中占据了最大的份额，另外日本索尼公司和法国SAFT公司还开发了电动汽车用锂离子电池。
以钴酸锂为正极的锂离子电池为例，解析锂电池的工作原理。充电时，锂离子从LiCoO2晶胞中脱出，其中的离子CO3+氧化为CO4+；放电时，
锂离子则嵌入LiCoO2晶胞中，其中的Co4+变成CO3+。由于锂在元素周期表中是电极电势最负的单质
所以电池的工作电压可以高达3.6V，是Ni-Cd和Ni-MH电池的三倍。如LiCOO2为正极的锂离子电池的理论容量高达274mAh/g，实际容量为140mAh/g。
锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物和锂离子浓度有关。用作锂离子电池的正极材料是过渡金属的离子复合氧化物，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等，
作为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物，包括SnO、SnOz、锡的复合氧化物等。
储存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中，如便携式计算机、摄录机一体化、照相机、电动工具等。
锂离子电池则是在锂电池的基础上发展起来的一类新型电池。锂离子电池与锂电池在原理上的相同之处是：
两种电池都采用了一种能使锂离子嵌入和脱出的金属氧化物或硫化物作为正极，采用一种有机溶剂一无机盐体系作为电解质。
不同之处是：在锂离子电池中采用可使锂离子嵌入和脱出的碳材料代替纯锂作为负极。锂电池的负极(阳极)采用金属锂，在充电过程中，金属锂会在锂负极上沉积，产生枝晶锂。
枝晶锂可能穿透隔膜，造成电池内部短路，以致发生爆炸。为克服锂电池的这种不足，提高电池的安全可靠性，于是锂离子电池应运而生。
纯粹意义上的锂离子电池研究始于20世纪80年代末，1990年日本Nagoura等人研制成以石油焦为负极、以钴酸锂为正极的锂离子二次电池。
锂离子电池自20世纪90年代问世以来迅猛发展，目前已在小型二次电池市场中占据了最大的份额，另外日本索尼公司和法国SAFT公司还开发了电动汽车用锂离子电池。
以钴酸锂为正极的锂离子电池为例，解析锂电池的工作原理。充电时，锂离子从LiCoO2晶胞中脱出，其中的离子CO3+氧化为CO4+；放电时，
锂离子则嵌入LiCoO2晶胞中，其中的Co4+变成CO3+。由于锂在元素周期表中是电极电势最负的单质
所以电池的工作电压可以高达3.6V，是Ni-Cd和Ni-MH电池的三倍。如LiCOO2为正极的锂离子电池的理论容量高达274mAh/g，实际容量为140mAh/g。
锂离子电池的工作电压与构成电极的锂离子嵌入化合物和锂离子浓度有关。用作锂离子电池的正极材料是过渡金属的离子复合氧化物，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4等，
作为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物，包括SnO、SnOz、锡的复合氧化物等。
