lithium-ion-batteries

LithiumionbatteriesIntroductionXXX2007-4-27锂离子电池简介•Whyarelithiumionbatteries•Characteristics•Applicationandstructures•Principle•Chiefresearchtechniques•CompositionofLiNi0.8Co0.1Mn0.1O2cathodeOutline1WhyareLithiumionBatteries?LithiumBatteries2性能电池WhyareLithiumionBatteries?锂离子电池镉-镍蓄电池氢-镍蓄电池W体/W·h·L-1240~400130~150150~230W’质/W·h·kg-1100~20030~6075~130平均工作电压/V3.61.21.2使用电压范围/V4.2~2.51.4~1.01.4~1.0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缺点需要保护回路成本高记忆效应镉污染自放电大成本高3Applicationofli-ionbatteries4Structurescolumniform5buttonStructures6Structuresquadrate78Chiefresearchtechniques•PhysicalfeaturesresearchXRDSEMNMR…•Electrochemicalperformanceresearch1)Charge/dischargetechnique2)ACimpedancetechnique3)Cyclicvoltammetrytechnique90501001502002.62.83.03.23.43.63.84.04.24.4电压（V）比容量（mAh/g）15MPa25MPa20MPaCharge/DischargeCurve1003006009001200150018002100240027000200400600800100012001400-Z(ohm)Z'(ohm)25MPa20MPa15MPaACImpedanceTechnique11CyclicVoltammetryCurve12电池工艺流程图13*锂钴氧化物*锂镍氧化物*锂锰氧化物*Li-Ni-Co-Mn氧化物常见的正极材料1415正极材料理论容量(mAh/g)实际可逆容量(mAh/g)优点缺点锂钴氧化物274120～150电化学性能优异，热稳定性好，初次循环不可逆容量小钴的价格昂贵，而且毒性非常大，污染大锂镍氧化物274190～210镍的储量丰富，自放电率低，取代容易部分Ni2+在Li+位置分布，使其抗过充性能和结构稳定性差锂锰氧化物283160～190锰资源非常丰富，无毒，价廉结构不稳定容量衰减比较厉害常见的正极材料•LiNi1-x-yCoxMnyO2(0x0.5，0y0.5)镍钴锰三元过渡金属复合氧化物。该材料综合了LiCoO2良好的循环性能、LiNiO2的高比容量和LiMnO2的高安全性及低成本等特点，被认为是最有前途的可替代LiCoO2的材料。人们对镍钴锰3种过渡金属的各种配比进行了深入的研究，常见的组成有LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi2/5Co1/5Mn2/5O2和LiNi3/8Co2/8Mn3/8O2等。Li-Ni-Co-Mn氧化物1617CompositionofLiNi0.8Co0.1Mn0.1O2cathode共沉淀法18CompositionofLiNi0.8Co0.1Mn0.1O2cathodepHCNH3+(mol/L)ν(rpm)P1120.361000P2120.24600P3110.36600P4110.241000正交设计实验(三因素两水平)L4样品条件XXX2007-4-27