【正文】 然是鉆、鎳、錳的氧化物，常見的 正極材料有：氧化鉆鋰 (1ithiumcobaltoxide) 、氧化鎳鋰 (1ithiumnickeloxide) 、氧化錳鋰(1ithiumman—ganeseoxide)和釩的氧化物 (vanadiumoxide)[6]。 聚合物鋰離子電池的負(fù)極材料 作為鋰二次電池的負(fù)極材料，首先是金屬鋰，隨后才是合金。聚合物鋰離子電池的負(fù)極材料與鋰離子電池基本上相同 。 德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計 6 對于實際應(yīng)用負(fù)極材料而言，要考慮的因素比較多，除了可逆容量、不可逆容量和循環(huán)性能外，還應(yīng)該包括負(fù)極材料與集流體的粘結(jié)性、制成負(fù)極極片的壓實密度、體積容量密度、質(zhì)量容量密度等，而后面這些因素往往是從事負(fù)極材料研究的人員所忽略的。 聚合物鋰離子電池 的 特點 在鋰離子電池基礎(chǔ)上誕生的聚合物鋰離子電池，除了擁有鋰離子電池的特點外， 還 具有一下特點： (1)塑型靈活性，可以制成各種形態(tài)的電池 ； (2)完美的安全可靠性，不易燃燒 ； (3)更長的循環(huán)壽命，容量損失少； (4)體積利用率高，比液態(tài)鋰離子電池要高 10%～ 20%； (5)不需要串聯(lián)就可以做成大電池； (6)不需要用傳統(tǒng)的隔膜材料； (7)更易于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)； (8)應(yīng)用領(lǐng)域更廣； (9)在全固態(tài)聚合物鋰離子電池中，采用金屬鋰作為負(fù)極材料將有可能成為可能。 聚合物鋰離子電池 產(chǎn)業(yè)是二十一世紀(jì)最有發(fā)展前途和應(yīng)用前景的新型綠色能源體系，同時關(guān)系到國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)。起動電池結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化升級，為我國成為世界主要汽車生產(chǎn)國起到重要支撐作用。 聚合物鋰離子電池 行業(yè)大有可為。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過 3～ 5 次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)正常容量。因此用戶手機(jī)中的新鋰電池在激活過程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。這種 “前三次充電要充 12 小時以上 ”的說法，明顯是從鎳電池（如鎳鎘和鎳氫）延續(xù)下來的說法。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別，而且可以非常明確的告 訴大家，我所查閱過的所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過充和過放電會對鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計 8 巨大的傷害。 此外，鋰電池或充電器在電池充滿后都會自動停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù) 10 幾小時的 “涓流 ”充電。而我們誰都無法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬無一失，所以你的電池將長期處在危險的邊緣徘徊。 此外，不可忽視的另外一個方面就是鋰電池同樣也不適合過放電，過放電對鋰電池同樣也很不利。下面可以舉例一個關(guān)于鋰離子電池充放電循環(huán)的實驗表，關(guān)于循環(huán)壽命的數(shù)據(jù)列出如下： 循環(huán)壽命 (10%DOD)≥1000 次 循環(huán)壽命 (100%DOD)≥200 次 個人建議手機(jī)鋰離子電池不要充得太滿也不要用到?jīng)]電，電池沒用完電就充電，不會對電 池造成傷害，充電以 2～ 3 小時以內(nèi)為宜，不一定非要充滿。 長期不用的鋰離子電池，應(yīng)該存放在陰涼偏干燥的地方，以半電狀態(tài)（滿電電量的 70～ 80%，假如你的手機(jī)滿電時顯示 4 格，那么 3 格即可）最好，滿電存放有危險且電池會有損害，無電存放電池會被破壞。 鋰離子電池按電解液分可以分成液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池，聚合物鋰離子電池的電解液是膠體，不會流動，所以不存在泄漏問題，更加安全 。 但是，由于以下幾個原因， 鋰離子 電池生產(chǎn)過程的污染問題沒有得到很好解決，特別是數(shù)量眾多的部分中型及小型企業(yè)生產(chǎn)過程的污染問題嚴(yán)重：生產(chǎn)廠家聚合物鋰離子電池的研究現(xiàn)狀 9 繁多、規(guī) 模小，污染較嚴(yán)重、品質(zhì)參差不齊，一些不具備環(huán)保條件的作坊式工廠一哄而上，約四分之一的企業(yè)未經(jīng)環(huán)保審批擅自選址建設(shè)，污染防治設(shè)施不配套，生產(chǎn)沒有在嚴(yán)格的環(huán)保措施和工業(yè)安全衛(wèi)生條件下進(jìn)行，對操作者和生態(tài)環(huán)境造成了危害。雖然我國自 2021 年實行了生產(chǎn)許可證制度，但由于在審批和執(zhí)行中存在一些問題，并沒有真正促使生產(chǎn)企業(yè)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，許多不達(dá)標(biāo)廠家都轉(zhuǎn)為合法化（目前發(fā)證企業(yè)已達(dá) 930 家），造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題。針 對污染企業(yè) ,環(huán)保等部門罰款數(shù)額是有限的，無法與企業(yè)污染造成的社會損失相提并論。 解決環(huán)保問題的關(guān)鍵舉措是全面實施電池回收政策 我國正在積極推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)，廢舊蓄電池的 90%可以回收利用，但是我國產(chǎn)業(yè)政策沒有給廢舊電池回收一個良好的發(fā)展空間，致使其成為長期困擾我國蓄電池發(fā)展的瓶頸。鉛回收的問題出現(xiàn)在不規(guī)范企業(yè)之中，整頓與加強(qiáng)管理勢在必行，國家有關(guān)部門應(yīng)盡快出臺政策，像取締小煤窯、小冶煉一樣，取締小的廢舊鉛回收企業(yè)。制約我國再生鉛行業(yè)發(fā)展因素主要有：第一，環(huán)保設(shè)備成本負(fù)擔(dān)重。第二，監(jiān)管力度不夠。第三，產(chǎn)業(yè)政策不利于正規(guī)企業(yè)的發(fā)展。 我國 對 聚合物鋰離子電池 產(chǎn)業(yè) 的 發(fā)展 設(shè)想 (1)鼓勵企業(yè)做大做強(qiáng)，提高產(chǎn)業(yè)集中度 提升產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)，積極應(yīng)對各種市場風(fēng)險，通過設(shè)備、人才、技術(shù)的有效整合，減少浪費，形成結(jié)構(gòu)優(yōu)化的產(chǎn)品些列，加大環(huán)保投資力度，有效解決生產(chǎn)德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計 10 過程污染問題 ，進(jìn)一步提高骨干企業(yè)綜合實力，實現(xiàn)規(guī)?；?、集團(tuán)化發(fā)展。因此，加強(qiáng)研發(fā)力量，努力提高科研水平、增強(qiáng)競爭力是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。 (3)加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，規(guī)范回收與再生市場 增加新型產(chǎn)品比重，發(fā)展無害化和資源節(jié)約型產(chǎn)品 。規(guī)范鉛蓄電池回收與再生市場 ,減少廢棄鉛蓄電池對環(huán)境的污染，向無害化和資源節(jié)約型方向發(fā)展。以低價占領(lǐng)市場份額，只會對我國 聚合物鋰離子電池 出口造成致命性的打擊。因此，應(yīng)發(fā)揮協(xié)會在規(guī)范對外貿(mào)易秩序及產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的協(xié)調(diào)作 用，保護(hù)企業(yè)的合法權(quán)益，建立規(guī)范的競爭秩序，防止不正當(dāng)?shù)蛢r出口行為。 聚合物鋰離子電池的研究現(xiàn)狀 11 第四章 聚合物鋰離子電池的應(yīng)用 電子產(chǎn)品 應(yīng)用的電子產(chǎn)品 可以用 3C 來概括，及通訊 、 便攜式計算機(jī)和消費電子產(chǎn)品，包括手機(jī)、筆記本電腦、 MP MP電子翻譯機(jī)、微型攝像機(jī)、 IC 卡等 ?？傮w而言，隨著電子產(chǎn)品的日益發(fā)展，聚合物鋰離子電池的需求和生產(chǎn)將不斷增長。與此同時，進(jìn)口也在大幅度增加。目前，新型手機(jī)越來越多地采用聚合物鋰離子電池作為電源。 對于筆記本而言每臺筆記本需要 6~8 個鋰離子電池 隨著筆 記本市場的不斷發(fā)展鋰離子電池的需求將達(dá)到 億只左右，其市場將不斷擴(kuò)大。對于筆記本而言，目前主要還是采用液體鋰離子電池，隨著技術(shù)的發(fā)展和筆記本的輕型化，加上聚合物鋰離子電池的容量要比同樣大小的液體鋰離子電池 要高，聚合物鋰離子電池的使用量將不斷增加。 交通工具 在目前的商品化充電電池中，聚合物鋰離 子電池的比能量密度最高，可以實現(xiàn)充電電池的薄形化。 德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計 12 聚合物鋰離子電池從大小來分，主要分為大容量電池和小型電池。從電解質(zhì)的形態(tài)來分，可以分為聚合物鋰離子電池和全固態(tài)聚合物鋰離子電池?，F(xiàn)代汽車更注重車載電子系統(tǒng)的功能化、人性化、舒適化，先進(jìn)的電子設(shè)備 逐漸 成為人們?nèi)找骊P(guān)注的熱點，電子設(shè)備無疑需要用電，而傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池由于能量密度問題已經(jīng)難以勝任越來越高的車用電力要求。以鋰離子電池為動力的純電動汽車已成為國際競爭的熱點。 鋰離子電池為動力模塊的純電動汽車（以下簡稱鋰電汽車）不僅以電代石油、減少 CO2 氣體排放，又能利用電網(wǎng)低谷電，一舉三得。全球各汽車廠家極力發(fā)展新時代的節(jié)能環(huán)保車，以滿足消費者需求。 電動自行車 隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車的擁有量將不斷增加，如果達(dá)到美國的水平，那么中國的汽油消耗量將相當(dāng)于目前中東產(chǎn)油量的 2 倍。因此電動自行車是目前的選擇之一，應(yīng)為電動自行車在行駛時不會產(chǎn)生環(huán)境污染。因為電動自行車安裝動力后，可以節(jié)省體力，但仍然是自行車。 如果采用鋰離子電池，電池本身則只有 3kg 左右，搬到樓上很方便。 聚合物鋰離子電池的研究現(xiàn)狀 13 航空航天 在太空中， 航天器不可能實時面對太陽。 由 于鋰離子電池具有很大的優(yōu)越性，因此，目前以用于火箭著陸器和火星漫游器由于聚合物鋰離子電池具有更多的優(yōu)越性 ，因此在系列探測中可能采用聚合物鋰離子電池。目前研究表明聚合物鋰離子電池可以在失重的真空條件下具有良好的 循環(huán)穩(wěn)定性，循環(huán)壽命超過 4000 次，相當(dāng)于約 8 個月的低軌道衛(wèi)星運(yùn)作時間 。 軍事 對于目前部隊而言，廣泛的使用密封鎘鎳電池。另外，金屬鋰聚合物鋰離子電池已經(jīng)用于軍事通訊中，因為其工作溫度范圍寬（ 40～ 65℃ ）。 其它 其他方面 的應(yīng)用包括醫(yī)療、電力儲存、手表、地下采油等。由于聚合物鋰離子電池的誕生 相對于其它充電電池而言比較晚，因此在這方面的應(yīng)用開發(fā)相對較晚。 電力儲存系統(tǒng) 電力儲存系統(tǒng)主要包括動力負(fù)荷調(diào)節(jié)和應(yīng)急儲備電源。當(dāng)電力供應(yīng)處于高峰期，電力供應(yīng)不足，此時電池放電，將儲存的能量釋放出來；當(dāng)電力需求處于低谷時，電池充電，儲存能量。 其它方面 其它方面的應(yīng)用目前包括手表和地下采油。但是晚上不可能有充足的陽光。聚合物鋰離子電池因其重量輕、能量密度大及不會發(fā)生電解液的泄露而作為優(yōu)良的后選者。如果采用聚合物電解質(zhì)生產(chǎn)的全固態(tài)鋰離子電池，在較高的溫度下，聚合物的電導(dǎo)率提高，從而可有效地提供電力。 聚合物鋰離子電池的研究現(xiàn)狀 15 結(jié) 論 近年來聚合物鋰離子電池中的研究和開發(fā)應(yīng)用，在國際上相當(dāng)活躍 ，并已取得很大進(jìn)展。然而，對嵌鋰材料的結(jié)構(gòu)與性能的研究仍是該領(lǐng)域目前最薄弱的環(huán)節(jié)。總之，鋰離子電池的研究是一個涉及化學(xué)、物理、材料、能源、電子學(xué)等眾多學(xué)科的交叉領(lǐng)域?？梢灶A(yù)料，隨著電極材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究的深入，從分子水平上設(shè)計出來的各種規(guī)整結(jié)構(gòu)或摻雜復(fù)合結(jié)構(gòu)的正負(fù)極材料將有 力地推動鋰離子電池的研究和應(yīng)用。 德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文設(shè)計 16 參考文獻(xiàn) [1] Larcher, D. et al. 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