锂离子电池的工作原理及优点、缺点：

（1）锂离子电池的工作原理

锂电池由正极，负极，电解液，隔膜和电池壳组成。

充电时，正极有锂离子产生，生成的锂离子经过电解液移动到负极。负极为碳呈层状结构，有很多细小的微孔，从正极移动到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的越多，充电容量越高。正极反应为：

当电池放电时，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又通过电解液移动回到正极。回到正极的锂离子越多，放电容量越高。负极反应为：

在锂离子电池的充放电过程中，锂离子处于从正极 → 负极 → 正极的运动状态。电池反应为：

（2）锂离子电池的优点： 

能量密度高，（体积能量密度和质量能量密度在持续提高）；平均输出电压高 (约3。6V)，为Ni-Cd、Ni-MH电池的3倍；输出功率大；自放电小，每月10%以下，不到Ni-Cd、Ni-MH的一半；没有Ni-Cd、Ni-MH电池一样的记忆效应，循环性能优越；可快速充放电，1C充电时容量可达标称容量的80%以上；残留容量的测试比较方便；对环境较为 “友好”，称为绿色电池；

（3）锂离子电池的缺点：

成本高，正极材料的价格高，可以采用LiMn2O4 作为正极，从而降低锂离子电池的成本；必须有特殊的保护电路，以防止过充或过放；与普通电池的相容性差，因为一般要在用3节普通电池(3。6V)的情况下才能用锂离子电池进行替代。文献综述

（4）锂离子电池电解质：

锂电池的重要组成部分为电解质,而电解质必须满足以下几点要求[10,11]：

不与电极发生反应，以保持电极的活性和电池的安全性；电导率高；电极具有良好的兼容性；离子迁移率接近1；安全稳定；具有宽电化学窗口；低毒，低成本。

由于电解液的物理状态不同，锂离子电池电解质分为三大类和四小类[10,11]。 锂离子电池的性能除了与阴极材料和阳极材料有关外，另外一个确定其性能的因素就是电解液，只有稳定性好，电化学窗宽得电解液，才能使锂离子电池具有更高的工作电压和更高的比能量，而电导率是评价电解质性能的又一个重要指标[12]。

1。2。1固体电解质介绍

固体电解质是一类无机固体，它的导电性与强电解质水溶液差不多。此种固体电解质进行电荷传递是通过离子迁移。所以，固体电解质又被叫做固体离子导体。固体电解质在传感器、全固态电池、探测器等方面的应用越来越广泛。

固体电解质的物理性能：电解质晶体里的非导电离子可以形成刚醒的骨架，晶格里面有许多可以占据的位置，这些位置的数量超过了导电离子数。这些位置全部都是相互连通的，从而可以形成一维的隧道型，二维的平面型，三维的传导型的可以使离子扩散的通道。在通道中，导电离子可以自由地移动。

固体电解质的应用：固体电解质广泛用于新型固态电池，高温氧化物燃料电池，电致变色器件和离子传导传感器。 还用于存储器件，显示器件，化学传感器以及电池中的电极，电解质等。 例如，由固体电解质碘制成的锂碘电池已经用于人造起搏器; 基于二氧化锆的固体氧化物已被用于高温氧气计。

1。2。2石榴石型固体电解质

解决锂电池的安全问题是开发下一代锂离子电池的重要目标，而阻燃离子导电固态电解质（SSEs）是一个很好的选择。此外，SSEs很可能会应用在Lie-air和Lie-S电池中。在各种SSE系统中，锂填充石榴石型电解质由于其稳定的电化学性能引起了广泛的关注。室温下，其离子电导率大于10-8S·cm-1，电导率小于10-8 S·cm-1可忽略不计。来~自,优^尔-论;文*网www.youerw.com +QQ752018766-