1.2  锂离子电池的应用

在现代生活中，锂离子电池存在于我们生活的方方面面，现在我们最不能离开的手机、平板电脑、笔记本电脑、数码相机、游戏机等各种数码产品都以锂离子电池为能量来源。锂离子电池能充放电几百次，它的质量非常轻，容量也很高，而且是环境友好等各种优点[2]使其能得到广泛应用。锂离子电池促进着便携式设备的发展，同时数码产品、电子设备等的发展也要求锂离子电池的进步，使用新的材料以及更先进的锂离子电池设计技术和更加低成本的制造工艺，都有助于锂离子电池的发展。

锂离子电池良好的放电性能以及高容量等特点，已经使其应用范围拓展到了更加宽广的方面，现在热门的新能源交通、军事武器等都已经应用锂电池。化石能源的疯狂开采以及使用使得传统能源日益减少，我们的生活方式不得不慢慢降低对传统能源的依赖，摆脱石油、天然气等能源的束缚而使用新的健康能源，这将影响新能源交通工具的巨大发展，对环境的也将有更好的保护。目前来说锂离子电池是代替传统能源的最好选择，未来锂离子电动车取代燃油车成为了一种趋势。与传统的蓄电池作为对比，相同体积下锂离子电池的容量远远超过蓄电池的容量、而且锂离子电池能够具有的输出更高电压的能力，这些特点使得锂离子电池成为新能源汽车汽车非常理想的能源。

近几年，锂离子电池航空航天领域也有着广泛的使用，飞行器对重量的要求远高于陆地交通，减轻自身的重量对发展飞行器有着非常重要的作用，现在使用锂离子电池作为存储电源的设备其电压系统的质量减少一半，体积减小30%，锂离子电池寿命长、容量更高，从各个方面都能产生经济效益，都是取代传统储能装置的最优选择。

1.3  锂离子电池的原理

锂离子电池中的离子化合物作为正负极，在电池充电的过程中，正极的锂原子发生电化学反应生成锂离子和电子，在这个过程中锂离子向负极的方向运动，再次与电子合并成为锂原子；在锂离子电池放电的过程中，在负极的位置锂原子电离为锂离子和电子，在正极处反应为锂原子。由此也可以看出，锂离子电池中的锂都是以锂离子的形式出现，所以这也是锂离子电池名字的原因之一。

图1.1  锂离子电池充放电原理图

1.4  锂离子电池正极材料

锂离子电池的内部结构以及材料决定了其充放电性能、容量等性能，电池主要由电解质、隔膜、负极材料、正极材料组成，现在锂离子制造中一般选择碳材料，其发展比较成熟；而其中的正极材料对锂离子电池性能的影响最大，它的选择与正极材料的质量很大程度上影响了锂离子电池的电化学性能。因此想要锂离子电池拥有容量高、充放电能力强等性能，正极材料的选择显得尤为重要。发展正极材料，对正极材料的结构或成分进行研究，同样是对锂离子电池的研究发展。

锂离子电池正极材料好坏的衡量标准：

（1）材料的氧化还原电位应该达到较高的水平，电池以此获得高电压。

（2）材料的可逆放电比容量与材料堆积密度，以此获得电池的高容量。

（3）正极材料的结构性能的稳定，以此获得电池良好的循环性能以及寿命。

（4）正极材料具有良好电导率，以此获得电池的优秀的充放电性能。

（5）低成本，经济性高，安全稳定而且对生态无污染。