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锂离子电池基本结构和工作原理介绍

来源:宝鄂实业    2019-12-02 15:22    点击量:
1980年,M . Armand等人提出用插锂化合物来代替金属锂二次电池中锂负极,并提出"摇椅式电池"的概念.从那以后,相继出现了一些实验型"摇椅式电池",其基本原理可描述为:LiyMnYm+AZBw Liy_XMYm+LixAzBw
 
 
其中LiyMnYm是用来做阳极的低电位嵌锂化合物,如Li WO2 , LiMoO2 , Li6Fe2O3等,用来做阴极的高电位嵌锂化合物AZBW有:TiS2, WO3, NbS2, V20,等。
 
与金属锂作为电池负极的二次锂电池相比,锂离子电池的安全性能大为改善,并且具有良好的循环寿命;但由于负极材料(LiWO2, LiMoO:等)的嵌锂电位较高(0.7V-2.OV vs. Li/Li+) ,嵌锂容量偏低,又失掉了二次锂电池电压高,高比能的优点。
 
随着人们对嵌锂化合物的研究与开发,摇椅式电池正负极材料得到了进一步的发展。1987年,Auburn Barberie等提出7' M002(WO2)ILiPF6-PC/LiCoO2类锂浓差电池,这类电池直接以富锂化合物(如LiCoO:等)作为阴极,贫锂化合物(如Mo42、 W02等)作为阳极构成"摇椅式电池",最初整个电池处于放电状态,经过一个充电过程后,电池就处于荷电状态。这些体系依然存在比能量低的问题,但在解决安全性,循环效率方面取得了显著进步。
 
 
1991年日本索尼公司率先推出实用型摇椅式电池,并称之为"锂离子电池"。
 
在这类电池中,充放电过程为锂离子在正负极的嵌入/脱出反应,也可以看作是锂离子在正负两极之间来回迁移,因此又称之为锂离子电池.该电池即克服了二次锂电池的缺点,同时又较好地保持了其优点,随即成为锂二次电池研究的热点。