锂电子电池主要由五个部分构成：正极、隔膜、负极、电解质、电池外壳。正极材料的选择，一般会考虑和锂相比，插锂电位最低要求大于3V，且与空气接触时性质较为稳定，不易发生化学反应的过渡金属氧化物，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。隔膜的作用是只允许让锂离子通过，同时让锂电子则无法进入，常采用聚烯微多孔膜。负极材料通常会优先选择电位接近锂电位的活性物质，例如石墨，或类似石墨结构的碳，如碳纤维、石墨烯、金属氧化物（如SnO、SnO2）、锡复合氧化物SnBxPyOz等。电池正、负极原料的选用会影响到电池的能量密度和电容量的高低，具有高能量密度和电容量的电池拥有更好的续航能力。锂电子电池的电解质通常为溶质和溶液混溶搭配的溶剂体系，溶质常用LiPF6，LiBF4，LiClO4等锂系化合物；溶液则选用有机溶剂，因为有机溶剂可以满足电池的工作电压，但有机溶剂会在电池充电时破坏石墨结构，导致电极钝化等问题，电解质关系到电池充放电的速率，且与电池使用的安全性密切相关。电池外壳材料上的选择，为了提高电池的安全性，多采用钢或铝，使电池的外壳具有防爆且不导电的功能。

 锂电子电池的结构示意图

锂离子电池之所以能够成为一种可充电的电池，其主要的原因是因为在锂离子电池内部的并不是金属锂，是以离子形式存在的锂离子。通过锂离子在正极和负极之间的不断反复的脱嵌，嵌入，从而可以进行放电、充电。图1.3简单介绍了锂电子电池的充电、放电时，电池内部产生的化学反应及其原理。当电池处于充电状态时，电池的正极材料就会放出大量的Li+，被释放出的Li+从正极，电解质作为中间介质传递Li+，最后嵌入负极。而负极的材料因多选用石墨或类似石墨结构的碳，其结构是典型的层状结构，排列方式呈蜂巢式。大量的Li+运动进入负极以后，电池负极就处于一种Li+富集的状态，Li+含量越高，充电容量越高。同理，当电池在使用过程中耗电时，Li+从负极脱离，又途径电解质，最后返回到正极。这时正极正处于缺乏大量Li+的状态，因此回归到正极的离子数目越多，放电容量就越高。

电极反应如下：由此可以观察得出，在锂离子电池的充、放电两种状态下，Li+的运动轨迹就像“摇椅”反复摇晃的状态一样在电池的正、负极来回摆动。随着人们对电池材料的不懈地研究与实验，电池的应用也得以不断发展。

在20世纪初期，电池主要用于家用的中小电器，如钟表，遥控器，手电筒，收音机等。而现如今电池已经不仅仅只是用在家电上了，现在马路上随处可见的电瓶车，就是靠电池供电使用的。公共电（汽）车、无人机、代步车（walkcar）等都采用电池作为原动力，尤其是大容量电池，医院里的心脏起搏器、航天领域、甚至军事领域都有所应用。目前，随着不可替代能源日益减少，电动自行车、电动汽车等也开始走进人们的视野，绿色环保无污染的出行方式悄然走进我们的生活。

目前，锂离子电池的应用不断的向现代生活的方方面面渗透，就要求锂离子电池的性能越来越好以满足市场和消费者的需求[2]。锂离子电池具有的高功率和能量密度，打开了消费者电子产品的市场，甚至电动汽车（EV）的应用中发现新的锂离子电池应用领域。但是，就电动汽车应用而言，安全性是一个关键参数阻碍了广泛的使用。传统的电池系统是由阳极，阴极和电解质组成，其中，电解质是关系到电池能否安全使用的决定性物质。广泛用于商业锂离子二次电池的有机液体电解质是易燃的，在高电压下及过度充电的情况下不稳定，具有短路，电池膨胀的可能性，更有甚者会发生起火爆炸[7]。另一方面，固态电解质在高电压下显示出高的电化学稳定性,优良的温度稳定性，使它们不可或缺的成为电解质候选物，以加强安全问题。