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毕业论文课题相关文献综述
文 献 综 述
1.绪论
随着社会和科学技术的发展，尤其是电子和信息产业的迅速发展，移动通讯、笔记本电脑、数码摄像机等便携式电子设备的广泛应用，人们对电池的小型化、轻型化、高功率、高能量、长循坏寿命和环境友好程度等提出了越来越高的要求。传统的铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池等，因能量密度较低，污染坏境等问题己不能很好地满足市场的需求。锂电池相比铅酸电池有着更多的实用价值：能量比高，具有高储存能量密度，是铅酸电池的6-7倍；额定电压高，便于组成电池电源组；具备高功率承受力，便于高强度的启动加速；自放电率很低，能量损失率低；高低温适应性强，可在-20 ℃至60 ℃环境下使用，冬夏季续行里程的影响率低。如今，锂电池的崛起为市场提供了一个更好的选择，通过技术的不断创新，价格也在逐渐降低，最终势必取代铅酸电池成为主流。因此，在锂电产业探求低价高品质发展的同时，消费者主动尽快接受也可以避免迂回曲折带来的相互损失。
锂离子电池是一种二次电池[1]（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li 从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。锂电池最早由Harris博士于1958年在其毕业论文中提出，1972年Exxon公司成功研制出第一个锂电池，以TiS2作为正极，金属锂作为负极。1980年Armand提出摇摆电池的构想，采用低插锂电位的层间化合物代替金属锂作为负极，以高插锂点位的嵌锂化合物作为正极，组成锂二次电池。1991年日本Sony公司率先开发出以LiCoO2为正极，石油焦炭为负极的锂离子电池，从根本上解决金属锂负极枝晶穿透问题，使其安全性和循环性都得到了保障，并保持了锂电池电压高、容量大、重量轻等优点。纵观电池发展的历史，可以看出当前世界电池工业发展的三个特点，一是绿色环保电池迅猛发展，包括锂离子蓄电池、氢镍电池等；二是一次电池向蓄电池转化，这符合可持续发展战略；三是电池进一步向小、轻、薄方向发展。在商品化的可充电池中，锂离子电池的比能量最高，特别是聚合物锂离子电池，可以实现可充电池的薄形化。正因为锂离子电池的体积比能量和质量比能量高，可充且无污染，具备当前电池工业发展的三大特点，因此在发达国家中有较快的增长。电信、信息市场的发展，特别是移动电话和笔记本电脑的大量使用，给锂离子电池带来了市场机遇。
2.锂离子电池
2.1 锂离子电池的结构
所谓锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的，独特机理的锂离子电池形象地称为摇椅式电池，俗称锂电。锂离子二次电池主要是由正极、负极、电解质和隔膜等部分组成。下面将简单介绍各单元常用的材料[2,3]。
（1）当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。这就需要一个电极在组装前处于嵌锂状态，一般选择相对锂而言电位大于3 V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、Li2MSiO4(M=Fe、Mn、Co、Ni) 等；
（2）做为负极的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等和金属氧化物，包括SnO、SnO2、锡复合氧化物SnBxPyOz(x=0.4～0.6，y=0.6～0.4，z=(2＋3x＋5y)/2)等；
（3）电解质对锂离子电池性能的影响非常大。电解质采用LiPF6的乙烯碳酸脂（EC）、丙烯碳酸脂（PC）和低粘度二乙基碳酸脂（DEC）等烷基碳酸脂搭配的混合溶剂体系；
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