【正文】 。 防爆閥 ：當(dāng)內(nèi)部壓力或溫度達(dá)到預(yù)置的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，防爆閥將打開，開始進(jìn)行卸壓，以防止內(nèi)部氣體積累過多，發(fā)生形變，最終導(dǎo)致殼體爆裂。 附： 鋰離子電池的安全性問題 如何解決大容量鋰電池的安全性問題 在 材 料 技 術(shù) 上 取 得 突 破 選擇熱關(guān)閉性能好的隔膜 ，隔膜的作用是在隔離電池正負(fù)極的同時(shí)，允許鋰離子的通過。 附： 鋰離子電池的安全性問題 如何解決大容量鋰電池的安全性問題 在 材 料 技 術(shù) 上 取 得 突 破 選擇錳酸鋰材料 ，在分子結(jié)構(gòu)方面保證了在滿電狀態(tài)，正極的鋰離子已經(jīng)完全嵌入到負(fù)極炭孔中，從根本上避免了枝晶的產(chǎn)生。所以手機(jī)電池頻頻發(fā)生爆炸事件，一方面是由于保護(hù)電路失效，但更重要的是在材料方面并沒有根本的解決問題。 附： 鋰離子電池的安全性問題 如何解決大容量鋰電池的安全性問題 在 材 料 技 術(shù) 上 取 得 突 破 選擇安全的正極材料 ，目前的正極有鈷酸鋰和錳酸鋰兩種量產(chǎn)的材料產(chǎn)品。但聚合物電池并沒有從根本上解決安全性問題，同樣使用鈷酸鋰和有機(jī)電解液，而且電解液為膠狀，不易泄漏，將會(huì)發(fā)生更猛烈的燃燒，燃燒是聚合物電池安全性最大的問題。 附： 鋰離子電池的安全性問題 鋰電池為什么有安全性問題 聚合物電池是否會(huì)有安全性問題 ：聚合物電池與鋰離子電池的區(qū)別在于電解液為膠狀、半固態(tài)，鋰離子電池電解液為液態(tài)。 ii. 內(nèi)部短路，主要原因是隔膜被穿透，內(nèi)部形成大電流，溫度上升導(dǎo)致隔膜熔化，短路面積擴(kuò)大，進(jìn)而形成惡性循環(huán) 。 i. 外部短路時(shí)，由于外部負(fù)載過低，電池瞬間大電流放電。 電解質(zhì)材料 — 非水有機(jī)溶劑電解質(zhì) 附： 鋰離子電池的安全性問題 鋰電池為什么有安全性問題 內(nèi)部短路是如何形成的 ：鋰離子電池的最大的隱患是應(yīng)用鈷酸鋰的鋰離子電池在過充的情況下（甚至正常充放電時(shí)），鋰離子在負(fù)極堆積形成枝晶，刺穿隔膜，形成內(nèi)部短路。 常用的鋰鹽有 LiClO LiBF LiPF LiCF3SO3等。 4 鋰離子電池材料 電解質(zhì)鹽 鋰鹽在溶劑中的溶解度與其晶格能和溶劑化程度有關(guān)。電解質(zhì)鹽的溶解與溶劑的介電常數(shù)及正負(fù)離子的性質(zhì)有關(guān)。 缺點(diǎn) ：到目前為止能夠滿足實(shí)用 電池要求的聚合物或無機(jī)固體電解質(zhì)仍十分有限。 電解質(zhì)材料 4 鋰離子電池材料 （ 3） 熔融無機(jī)鹽 ： 優(yōu)點(diǎn) ：高電導(dǎo)率、高電壓； 缺點(diǎn) ：僅能在高溫下工作。 （ 2） 有機(jī)溶劑電解質(zhì) ： 優(yōu)點(diǎn) ：由于使用強(qiáng)還原性活潑金屬及其化合物作為負(fù)極材料，電池的工作電壓得以大幅提高。 優(yōu)點(diǎn) ：離子狀態(tài)穩(wěn)定、粘度小、電導(dǎo)率高等，是目前應(yīng)用最廣泛的電解質(zhì)。 凡是能夠成為離子導(dǎo)體的材料，如水溶液、有機(jī)溶液、聚合物、熔鹽或固體材料，均可作為電解質(zhì)。 目前不少研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出的碳熱還原法、共沉淀法、水熱法、噴霧熱分解法等。該方法簡單方便，容易操作，缺點(diǎn)是合成的周期較長，產(chǎn)物的批次穩(wěn)定性難以控制。因?yàn)檫€是最近兩年發(fā)展起來的，所以各方面的研究還需要繼續(xù)深入。 目前研究開發(fā)還不深入。這一缺點(diǎn)在動(dòng)力電池方面不會(huì)突出。這一缺點(diǎn)決定了它在小型電池如手機(jī)電池等沒有優(yōu)勢。 振實(shí)密度較低。但是，這個(gè)問題目前已經(jīng)可以得到完美的解決：就是添加 C或其它導(dǎo)電劑。這個(gè)問題是其最關(guān)鍵的問題。磷酸鹽采用磷酸源和鋰源以及鐵源為材料，這些材料都十分便宜，無戰(zhàn)略資源及稀有資源。不像鈷是有毒的物質(zhì)。整個(gè)生產(chǎn)過程清潔無毒。這點(diǎn)是最大的優(yōu)點(diǎn)，在所有知道的材料中，也是最好的。 穩(wěn)定性高。磷酸鐵鋰的安全性能是目前所有的材料中最好的。 鋰離子電池正極材料 —— LiFePO4 4 鋰離子電池材料 應(yīng)用范圍 ：公交車、電動(dòng)汽車、 景點(diǎn)游覽車及混合動(dòng)力車等； 輕型電動(dòng)車：電動(dòng)自行車、 高爾夫球車、小型平板電瓶車、 鏟車、清潔車、電動(dòng)輪椅等； 電動(dòng)工具：電鉆、電鋸、割草機(jī)等； 遙控汽車、船、飛機(jī)等玩具； 太陽能及風(fēng)力發(fā)電的儲(chǔ)能設(shè)備； UPS及應(yīng)急燈、警示燈及礦燈 (安全性最好 )； 替代照相機(jī)中 3V的一次性鋰電池及 9V的鎳鎘或鎳氫可充電電池（尺寸完全相同）； 小型醫(yī)療儀器設(shè)備及便攜式儀器等。 工作電壓范圍： ～ ，平臺(tái)約 ，比鈷酸鋰電池 。 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料 —— LiFePO4 1997年 （ LiFePO4）具有脫嵌鋰功能。 新一代鋰電正極材料磷酸鐵鋰 逐步粉墨登場后，真正為大容量鋰動(dòng)力電池的發(fā)展和更新展現(xiàn)了廣闊空間，開辟了新天地。電動(dòng)車及大型移動(dòng)電源應(yīng)用領(lǐng)域仍是鉛酸體系電池占據(jù)著主導(dǎo)地位。 JohnTeller效應(yīng)（畸變） 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料 —— LiMn2O4 電化學(xué)性能 A：貧鋰相 B：富鋰相 V x= V V 鋰離子隨機(jī)嵌入 引起 JohnTeller效應(yīng) 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料 —— LiMn2O4 電化學(xué)性能 鋰錳比 ℃ 燒成后淬火 結(jié)論 ：增加鋰錳比，使少量的鋰離子在材料合成過程中進(jìn)入 16d八面體Mn位，可提高錳的平均價(jià)態(tài)．高電壓下不出現(xiàn)兩相，減少 Jahn—Teller效應(yīng)，從而改善穩(wěn)定性。 當(dāng)大電流充、放電或電流密度不均勻時(shí)，過渡嵌鋰后形成的立方晶型會(huì)向四方晶型轉(zhuǎn)變，發(fā)生 JohnTeller畸變，這種轉(zhuǎn)變住往發(fā)生在粉末顆粒表面或局部，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的一致性破壞，且產(chǎn)生顆粒間的接觸不良，致使鋰離子的擴(kuò)散和電極的導(dǎo)電性下降。 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料 —— LiMn2O4 電化學(xué)性能 理論容量為 148mAh/g； LixMn2O4的 x值在 — 1之間變化時(shí)充放電是可逆的，可逆容量在 120mAh/g左右，電壓平臺(tái)為 。當(dāng)鋰離子在該結(jié)構(gòu)中擴(kuò)散時(shí)，按 8a16c8a順序路徑直線擴(kuò)散 (四面體 8a位置的能壘低于氧八面體 16c或 16d位置的能壘 )，擴(kuò)散路徑的夾角為 107176。 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料 —— LiMn2O4 晶 體 結(jié) 構(gòu) 其結(jié)構(gòu)可簡單描述為 8個(gè)四面體 8a位置由鋰離子占據(jù)， 16個(gè)八面體位置 (16d)由錳離子占據(jù)， 16d位置的錳是 Mn3+和 Mn4+按 1:1比例占據(jù)，八面體的 16c位置全部空位，氧離子占據(jù)八面體 32e位置。氧離子為面心立方密堆積 (ABCABC…. ，相鄰氧八面體采取共棱相聯(lián) )，鋰占據(jù) 1/8氧四面體間隙（ V4）位置(列：鋰有序占據(jù) 1/16氧四面體間隙 )，錳占據(jù)氧 1/2八面體間隙（ V8）位置。 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料 —— LiMn2O4 尖晶石型錳酸鋰 LiMn2O4是 Hunter在 1981年首先制得的具有三維鋰離子通道的正極材料，至今一直受到國內(nèi)外很多學(xué)者及研究人員的極大關(guān)注，它作為電極材料具有價(jià)格低、電位高、環(huán)境友好、安全性能高等優(yōu)點(diǎn)，是最有希望取代鈷酸鋰 LiCoO2成為新一代鋰離子電池的正極材料。 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料 —— LiNiO2 優(yōu)點(diǎn) 價(jià)格比 LiCoO2低廉； 重量比容量大。 比較成熟的方法是鈷的碳酸鹽、堿式碳酸鹽或鈷的氧化物等與碳酸鋰在高溫下固相合成。 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料類型 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料類型 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料 —— LiCoO2 鋰鈷氧化物（ LiCoO2）屬于 αNaFeO2型結(jié)構(gòu)，為 R3m空間群，具有二維層狀結(jié)構(gòu)，適宜鋰離子的脫嵌。振動(dòng)是過渡金屬離子與鋰交換電子引起的。 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料結(jié)構(gòu) LiMeO2氧化物正極材料的基本結(jié)構(gòu)（ 1） RLi或 Li+RMe Me與 O形成共價(jià)鍵緊密配合，固定在八面體位置上。 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池正極材料電極電位 鋰離子電池正極材料 作為電極材料參與電化學(xué)反應(yīng)； 作為鋰離子源。 421 qpMMM4 鋰離子電池材料 對(duì)鋰離子電池負(fù)極材料的要求 替代金屬鋰的理想的負(fù)極材料應(yīng)滿足以下要求： (1)在鋰嵌入的過程中電極電位變化較小，并接近金屬鋰； (2)有較高的比容量； (3)有較高的充放電效率； (4)在電極材料內(nèi)部和表面，鋰離子具有較高的擴(kuò)散速率； (5)具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性： (6)價(jià)格低廉，容易制備。 Li4Ti5O12，是一種很好的負(fù)極候選材料，相對(duì)于金屬理的電位是 ，因而與 4V正極材料 LiCoO LiNiO2和LiMn2O4配對(duì)．形成 。性能較好的是 。 影響因素 ：電極材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性。 4 鋰離子電池材料 充 放 電 倍 率 液體電解質(zhì)碳負(fù)極材料體系 ：鋰離于在石墨層問的嵌入與脫出的速率決定了電池的充放電倍率。 I值的大小反映了電池充放電的快慢，主要與電池內(nèi)部各種電極過程的速率有關(guān)。其中 C為電池的額定容量值：N為放電小時(shí)數(shù)。石墨的電極電位從 (相對(duì)于 Li+/Li)之間變化，是比較合適的負(fù)極材料。此外，還影響電極的自放電、循環(huán)性、低溫性能、安全性和功率密度。通常由電極表面發(fā)生的不可逆副反應(yīng)引起。相反．脫嵌時(shí)，弱的C— H鍵恢復(fù)，這樣 C— H鍵的破裂和恢復(fù)就使低溫?zé)峤馓坑懈哂谑碚撊萘康母郊尤萘俊? 石墨類碳的充電機(jī)理 是鋰離子可逆地嵌入石墨層間，嵌入量一般不應(yīng)超過 LiC6，相應(yīng)電化學(xué)容量為372mAh/g。 4 鋰離子電池材料 鋰離子電池負(fù)極材料 —— 碳負(fù)極材料 碳 的 同 素 異 形 體 金 剛 石 富 勒 烯 石 墨 無定形碳 亂層石