第二节锂离子电池80年代，由Armand提出了“摇椅式”锂离子二次电池的新概念。提出电池的正、负极材料采用可以储存和交换锂离子的材料，利用充放电时，锂离子的来回移动进行能量交换。层状化合物LiCoO，的合成，发现石墨可插入锂离子生成石墨层间化合物LiC6。1991年由日本SONY公司生产出以LiCoO，为正极材料，碳黑为负极材料的商业化锂离子电池。中伟新材料
中南大学冶金科学与工程学院 中伟新材料 80年代，由Armand提出了“摇椅式”锂离子二 次电池的新概念。提出电池的正、负极材料采用可以 储存和交换锂离子的材料，利用充放电时，锂离子的 来回移动进行能量交换。 层状化合物LiCoO2的合成，发现石墨可插入锂离 子生成石墨层间化合物LixC6。 1991年由日本SONY公司生产出以LiCoO2为正极材 料，碳黑为负极材料的商业化锂离子电池。 第二节 锂离子电池
项目铅酸蓄电池锂离子电池Ni-Cd电池Ni-MH电池体积比能量现在134-155240-260190-19750-80(Wh·L-)将来400240280现在重量比能量100-11449-6059-7030-50(Wh·Kgl)将来70801501.23.61.22.0平均工作电压（V）4.2-2.51.4-1.01.4-1.0使用电压范围(V)1.8-2.2现在500循环寿命500+500-1000500(次）将来100010001000-20-65-20-65使用温度范围（℃）-20-60-40-65<10%>10%20-30%>10%自放电率（每月）安全安全安全安全性能不安全是否否否是否对环境友好无有无无记忆效应优点高比能量，高功率，快高比能量，价格低廉，高电压，无速充电，低工艺成熟高功率，无公害公害成本缺点记忆效应，要保护回路，自放电高，比能量小，高成本镉公害高成本污染环境中伟新材料
中南大学冶金科学与工程学院 中伟新材料 项 目 锂离子电池 Ni-Cd电池 Ni-MH电池 铅酸蓄电池 体积比能量 （Wh·L-1） 现在 240-260 134-155 190-197 50-80 将来 400 240 280 重量比能量 （Wh·Kg-1） 现在 100-114 49-60 59-70 30-50 将来 150 70 80 平均工作电压（V） 3.6 1.2 1.2 2.0 使用电压范围（V） 4.2-2.5 1.4-1.0 1.4-1.0 1.8-2.2 循环寿命 （次） 现在 500-1000 500 500 500 将来 1000 1000 1000 使用温度范围（℃） -20-60 -20-65 -20-65 -40-65 自放电率（每月） <10% >10% 20-30% >10% 安全性能 安全 安全 安全 不安全 是否对环境友好 是 否 否 否 记忆效应 无 有 无 无 优点 高比能量， 高电压，无 公害 高功率，快 速充电，低 成本 高比能量， 高功率，无 公害 价格低廉， 工艺成熟 缺点 要保护回路， 高成本 记忆效应， 镉公害 自放电高， 高成本 比能量小， 污染环境
优点：电池电压高。锂离子二次电池的工作电压在3.6V以上，相当于Cd/Ni或MH/Ni电池1.2V的3倍左右，使用锂离子二次电池有利于减少电池组合而可能造成的种种不利影响，利于电子产品轻便化和小型化。②能量密度高。锂离子二次电池的工作电压高，其质量比能量密度和体积比能量密度都要远远高于其它二次电池。循环寿命长。④自放电低。由于锂离子二次电池的首次充放电过程中，在炭负极表面形成了固体电解质界面SEI膜，它允许离子通过而不充许电子通过。使得锂离子二次电池的月自放电率只有3～6%，这要远远低于Cd/Ni及MH/Ni电池的自放电率。*③无记忆效应、无环境污染。中伟新材料
中南大学冶金科学与工程学院 中伟新材料 优点： ① 电池电压高。锂离子二次电池的工作电压在3.6 V以上， 相当于Cd/Ni或MH/Ni电池1.2 V的3倍左右,使用锂离 子二次电池有利于减少电池组合而可能造成的种种不利影 响，利于电子产品轻便化和小型化。 ② 能量密度高。锂离子二次电池的工作电压高，其质量比 能量密度和体积比能量密度都要远远高于其它二次电池。 ③ 循环寿命长。 ④自放电低。由于锂离子二次电池的首次充放电过程中， 在炭负极表面形成了固体电解质界面SEI膜，它允许离子 通过而不允许电子通过。使得锂离子二次电池的月自放电 率只有3～6%，这要远远低于Cd/Ni及MH/Ni电池的 自放电率。 ⑤无记忆效应、无环境污染
缺点：①成本高。目前实用锂离子二次电池正极材料普遍采用资源稀缺、价格高的钻系材料，使得电池材料价格较高。同时，由于锂离子二次中电解液及电极材料对水分敏感，使得电池制造过程中的成本也相应高于其它二次电池。·②安全问题至今尚未得到彻底解决。尽管与金属锂电池相比，锂离子二次电池的安全性有根本性的提高，但由于电解液为易燃易爆的有机碳酸酯类溶剂体系，钻系正极材料高温分解释放氧气仍然存在安全隐惠中伟新材料
中南大学冶金科学与工程学院 中伟新材料 缺点： ① 成本高。目前实用锂离子二次电池正极材料普 遍采用资源稀缺、价格高的钴系材料，使得电池 材料价格较高。同时，由于锂离子二次中电解液 及电极材料对水分敏感，使得电池制造过程中的 成本也相应高于其它二次电池。 ② 安全问题至今尚未得到彻底解决。尽管与金属 锂电池相比，锂离子二次电池的安全性有根本性 的提高，但由于电解液为易燃易爆的有机碳酸酯 类溶剂体系，钴系正极材料高温分解释放氧气， 仍然存在安全隐患
锂离子电池充放电示意图eLoade'正极负极EC:ethyleneChargecarbonateLitDischargeDEC:dimethylLitcarbonateElectrolyteLixC6Li1-xCoo,电池：(-)C|LiPF(EC+DEC)ILiCoO2 (+)正极： LiCoO2 一 Li--CoO2+ xLit + xe'负极：6C+xLi++xeLi,.C6总反应：LiCo0，+6CLii-rCoO, +Li.C中伟新材料
中南大学冶金科学与工程学院 中伟新材料 锂离子电池充放电示意图 Load Electrolyte e - e - 负极 正极 Li+ Li+ Charge Discharge LixC6 Li1-xCoO2 电池: () C | LiPF6 - (EC+DEC) | LiCoO2 (+) 正极: LiCoO2 Li1-xCoO2 + xLi+ + xe - 负极: 6C + xLi+ + xe - LixC6 总反应: LiCoO2 + 6C Li1-xCoO2 + LixC6 C D D C D C EC: ethylene carbonate DEC: dimethyl carbonate