锂离子电池电极材料选择VIP免费

第23卷第2/3期2011年3月化学进展PROGRESSINCHEMISTRYVol.23No.2/3Mar.，2011收稿:2010年9月，收修改稿:2010年11月*国家自然科学基金项目(No.20971117，10979049)资助Correspondingauthore-mail:cchchen@ustc.edu.cn锂离子电池电极材料选择*张临超陈春华(中国科学院能量转换材料重点实验室中国科学技术大学材料科学与工程系合肥230026)摘要商用锂离子电池发展至今已有20年，为了满足不同方面的社会需求，人们迫切需要新型锂离子电池电极材料。本文首先简要介绍了锂离子电池的相关知识，随后对多种新型锂离子电池正负极材料的制备、改进方法及电化学性能做了详细介绍，最后对各种电极材料的优缺点进行了简要的总结。本文还对锂离子电池在未来的应用进行了展望，以期待锂离子电池更好地为人类服务。关键词锂离子电池新型电极材料高性能中图分类号:O611.6;TM911文献标识码:A文章编号:1005-281X(2011)02/3-0275-09ElectrodeMaterialsforLithiumIonBatteryZhangLinchaoChenChunhua(CASKeyLaboratoryofMaterialsforEnergyConversion，DepartmentofMaterialsScienceandEngineering，UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，China)AbstractIthasbeen20yearssincelithiumionbatteryappearedasacommercialproduct.Differentkindsofnewelectrodematerialsareurgentlyneededtomeetthedemandsofthesociety.Inthisreview，someknowledgeaboutlithiumionbatteryisfirstgiven.Thenwefocusonseveralnewpositive/negativeelectrodematerialsreporteduptodate.Whentheywereusedaslithiumionbatteryelectrodematerials，howtheyaresynthesized，themainimprovementmethodsandtheirelectrochemicalperformancewillbepresented.Finally，wegiveashortsummaryoftheadvantages/disadvantagesofthesenewelectrodematerials.Furthermore，anoutlookforthepotentialapplicationsoflithiumionbatteriesinthefutureisproposed.Keywordslithiumionbattery;newelectrodematerials;highperformanceContents1Introduction2Performancerequirementsofelectrodematerialsforlithiumionbattery3Positiveelectrodematerialsoflithiumionbattery3.1LiFePO43.2Li3V2(PO4)3positiveelectrodematerial3.35VPositiveelectrodematerial———LiNi0.5Mn1.5O43.4PreparationofLiCoO2andLiMn2O4byradiatedpolymergelmethod4Negativeelectrodematerialsoflithiumionbattery4.1VOxcompounds4.2Li4Ti5O124.3C/Sicompositematerial4.4α-Fe2O3thinfilm4.5Fe3O44.6Li3V2(PO4)3negativeelectrodematerial5Conclusionsandoutlook1引言从1991年日本SONY公司首次推出商品化锂·276·化学进展第23卷离子电池产品算起，锂离子电池发展至今已有接近20年的历史［1］。锂离子电池(lithiumionbattery)是指以嵌锂化合物作为正/负极材料的电池。嵌锂化合物多为层状或框架结构，充放电过程中锂离子可在其层间可逆的嵌入与脱出而不改变其结构。与其他种类电池相比，锂离子电池具有开路电压高、循环寿命长、能量密度高、自放电低、无记忆效应、对环境友好等优点。锂离子电池已广泛应用于手机、MP4、相机、笔记本电脑等便携式数码产品。随着社会发展，锂离子电池的应用得到了进一步扩展。例如利用锂离子电池是目前储能密度最高的蓄电池这一条件，可以将锂离子电池与太阳能或风能结合起来，用锂离子电池将过剩的太阳能或风能转化成的电能储存起来，在供电不足的情况下以电能的形式释放出来满足人们的需求。2008年2月，日本夏普公司已决定投资开发大型锂离子蓄电池，与太阳能发电设备配合起来，以期待将这一设想变为现实。2储能锂离子电池电极材料性能要求简单的讲，锂离子电池的组成主要包括正极、负极、电解质与隔膜4个部分。正极材料通常是一种嵌入化合物(intercalationcompound)，在外界电场作用下化合物中的锂可在晶体中可逆脱出和嵌入;负极材料一般是层状结构的碳材料;常见电解质为溶解有可溶锂盐(如LiPF6)的有机碳酸酯溶液。电池的充放电过程就是Li+在正负电极材料之间可逆地嵌入与脱嵌的过程。在充电时正极材料中的Li+...