1.2锂离子电池的发展现状

锂离子电池的发展是由锂电池慢慢进化而来的，两种电池的共同之处在于都采用能使锂离子自由脱嵌的硫化物或金属化物作为电池正极，采用有机溶剂和无机盐体系作为电池的电解质，两者的区别在于，锂电池是采用锂片作为电池的负极，锂离子电池是采用能方便锂离子脱嵌的材料来作为电池负极，锂离子电池相比锂电池采用碳材料作为电池的负极避免了很多问题的出现，而这些问题会导致电池发生短路，所以锂离子电池相比锂电池来说安全性能会更好。

早在20世纪80年代就开始有了对锂离子电池进行研究，首个商用的锂离子电池被索尼公司在1991年发布了出来，他们采用氧化钴锂来作为电池的正极材料，石油焦炭和石墨作为电池的负极材料，从而取代了传统锂电池用的锂金属负极。橄榄石结构的磷酸盐体系化合物，比传统那些正极材料有着更优秀的安全性能，因此这类橄榄石结构的磷酸盐体系化合物成为了人们关注的焦点。锂离子电池近几年的发展非常之迅速，用最低的成本来生产出最多的产品，这为锂离子电池的的发展应用奠定了良好的基础，随着锂离子电池价格的便宜，相对于那些传统的化石能源的价格却反而在不断增加，同时这些 传统化石能源还会严重污染环境，从而威胁到人们的健康问题，所以传统化石能源势必慢慢被其他能源所取代，而锂离子电池是一个很好的替代品，可以满足许多工业化的需求。锂离子电池也在近几年发展十分迅速，在手机、电脑、动力汽车和军事设备等中都有广泛应用。锂离子电池在将来后的不久将会成为科技发展道路上不可或缺的一部分。

锂离子电池的迅速发展是因为它比传统电池多具备以下优点：源1自3优尔8.论~文'网·www.youerw.com

1.循环寿命长：在正常工作的条件下，镉镍电池、镍氢电池的正常充放电次数一般在300至600次。而锂离子电池正常充放电次数一般在500至1000次。固态锂离子电池则一般在1000次以上。

2.工作电压高：一个锂离子电池单体的工作电压平均为3.7V，相当于三个串联的镍镉或镍氢电池的工作电压。

3.荷电保持能力强：将充满电的锂离子电池组，放置两个月后，测试其电容量大于等于原来电容量的80%，而铅酸电池放置两个月，仅为原来电容量的40%-50%。

4.不含金属锂：锂离子电池内没有金属锂，所以它不会受到飞机运输关于禁止在客机携带锂电池这些规定的限制。

5.比能量密度高：锂离子电池的重量是相同容量的铅酸（或胶体）电池的三分之一，镍镉或镍氢电池的一半，体积是镍镉的40-50%，镍氢的20-30%，因此当使用相同重量或体积时，锂离子电池能够储备的能量是最大的。

6.工作温度范围广：铅酸电池只能在10度到40度范围内工作，而锂离子电池可在-25度到55度范围内工作。

7.充电时间短：使用额定电压为4.2V的恒流恒压充电器可以使锂离子电池在1至2小时内充满电，而铅酸电池则需要4到5小时才能充满。

8.绿色环保性能高：锂离子电池的负极是嵌锂的碳材料，没有毒性，正极是锂的过渡金属氧化物，毒性小，并且不含有Pd、Cd、Hg等有毒物质，同时电池的密封性能很好，整个电池形成一个封闭的体系，对环境造成的污染极小。

9.自放电率小且无记忆效应：锂离子电池月自放电率仅为7左右，还不到镍镉及镍氢电池的一半。记忆效应是指电池在充放电循环过程中，电池容量慢慢减少的现象。锂离子电池不存在这种效应。

1.3锂离子电池的工作原理

锂离子电池是一种装置，它将电能和化学能相互转换并进行存储。它主要由正极、负极、隔膜和电解液构成。锂离子电池在充放电过程中，锂离子和电子在正负极之间来回地移动，在正极和负极不断发生化学反应。充电时，锂离子从正极材料中脱出，经由电解液和隔膜到达负极，电子也从外电路由正极流向负极，在负极发生还原反应，将电能转化为化学能。当电池放电时，锂离子经过电解液和隔膜到达正极，在正极发生氧化反应，将化学能转化为电能。正负极材料一般选用结构稳定的物质，从而保证在充放电过程中其结构能够保持基本一致，锂离子脱嵌的可逆性很好，所以锂离子电池拥有很好的循环性能和充放电性能。锂离子电池正负极反应化学方程式为：