1.8 课题主要内容 8

1.8.1 课题研究目的与意义 8

1.8.2 课题研究内容 8

2 实验及表征 10

2.1 实验原料 10

2.2 实验仪器 10

2.3 样品制备 11

2.3.1 正极材料的制备 11

2.3.2 电极材料制备与电池组装 12

2.4 物理性能表征 13

2.4.1 XRD衍射分析 13

2.4.2 扫描电子显微镜 13

2.5 电化学性能测试 13

2.5.1 充放电性能测试 13

2.5.2 EIS测试 13

3 实验结果与分析 14

3.1 XRD分析 14

3.2 形貌分析 16

3.3 电化学性能分析 17

4 结论 22

致  谢 23

参考文献 24

 1   绪论

1.1  锂离子电池的简介

在日益发展的今天，世界能源逐渐减少，不可再生能源的大量消耗，以及过度使用所带来的环境问题成为人类生存的最大威胁。我们的国家作为能源消耗大国，形势更加严峻。在发现新的能源之前，如何更高效储能成为首要问题。

与传统蓄电池相比，锂离子电池具有以下明显优点[1]：

 能量密度高。

 开路电压高。

 安全性能高，循环寿命长。

 自放电率小且无记忆效应。

 环境友好。

 工作温度范围广。

锂离子电池的工作电压为4.1—4.5V，具有极大的发展潜力。

1.2  锂离子电池的发展现状

锂是自然界金属中能量密度最高(体积比容量为2.06Ahcm-3，质量比容量为3860mA hg-1)的金属。这些优势可以满足工业化要求[2]。所有新型锂离子电池[3]作为一种环保系能源逐渐进入到公众的视野并快速应用到人类社会的多个领域。近几年又发展了聚合物锂离子电池，但是目前它的成本较高，所以现在仅在高端数码产品中被用到，比如超薄笔记本电脑等。不过随着科技的发展，聚合物锂离子电池也在不断地趋向商业化[4]。

人们对锂离子电池的研究从很早以前就已经开始了，随着对锂电池的研究的进展，其产量越来越大的同时成本越来越低。近十几年来，锂离子电池在发达国家中的发展更是十分迅猛。并且可以预见，在未来的几年中，锂聚合物电池能逐步取代现有的锂离子电池，可见锂离子电池发展前景不容小觑。

1.3  锂离子电池的结构和工作原理

锂离子电池一般主要由四个部分构成。如图1.1，分别为正极、负极、隔膜和电解液。

正极一般为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴酸锂等及其混合物；负极为人造石墨、改性天然石墨等材料；电解液是有机电解液；隔膜可使离子通过，是电子的绝缘体。