锂离子电池的重要组成 锂离子电池的重要分类

锂离子电池的重要组成：

（1）正极活性物质重要指钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂等，导电集流体一般使用厚度在10--20微米的铝箔；

（2）隔膜一种特殊的塑料膜，可以让锂离子通过，但却是电子的绝缘体，目前重要有PE和PP两种及其组合。还有一类无机固体隔膜，如氧化铝隔膜涂层就是一种无机固体隔膜，；

（3）负极活性物质重要指石墨、钛酸锂、或近似石墨结构的碳材料，导电集流体一般使用厚度在7-15微米的铜箔；

（4）电解液一般为有机体系，如溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂，另有些聚合物电池使用凝胶状电解液；

（5）电池外壳重要分为硬壳（钢壳、铝壳、镀镍铁壳等）和软包（铝塑膜）两种。

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3V且在空气中稳定的嵌锂过渡金属氧化物做正极，如LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4。

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。

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。

隔膜采用聚烯微多孔膜如PE、PP或它们复合膜，尤其是PP/PE/PP三层隔膜不仅熔点较低，而且具有较高的抗穿刺强度，起到了热保险用途。

（一）、根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池(lithiumionbattery,简称为LIB)和聚合物锂离子电池(polymerlithiumionbattery,简称为LIP)两大类。

（二）、按充电方式可分为：不可充电的及可充电的两类。

（三）、锂离子电池外型分：有方型锂电（如常用的手机电池）和柱形（如18650、18500）；

（四）、锂离子电池外包材料分：铝壳锂离子电池，钢壳锂离子电池，软包电池；

（五）、锂离子电池从正负极材料（添加剂）分：钴酸锂(LiCoO2)电池、锰酸锂（LiMn2O4），磷酸铁锂离子电池，一次性二氧化锰锂离子电池

更多分类见下表所列：

分类方式

类别

特点/说明

按照电池外形

圆柱形锂离子电池

目前重要为18650（直径18mm，长度65mm）和26650（直径26mm，长度65mm）两种型号，重要应用于笔记本和电动工具领域

方形锂离子电池

种类较多，重要应用于手机、数码相机等领域

扣式锂离子电池

可满足计算机、摄像机等对高比容量和薄型化的要求

按使用温度

高温锂离子电池

重要应用于特种、航天等领域，民用领域重要是汽车的GPS领域

常温锂离子电池

目前商业化的锂离子电池基本丢只能在-20~45℃范围内工作

按电解质的状态

液态锂离子电池

电解质为有机溶剂+锂盐

聚合物锂离子电池

聚合物的基体重要为HFP-PVDF、PEO、PAN和PMMA等

全固态锂离子电池

还处在实验阶段

按外壳材质

钢壳锂离子电池

密封性较好

铝壳锂离子电池

质量轻

铝塑膜锂离子电池

电池生产工艺简单，电池的质量比能量高

按使用领域

手机锂离子电池

目前市场容量大

数码相机锂离子电池

对电池低温性能要求较高

笔记本电脑锂离子电池

目前以圆柱形为主，随着电脑薄型化的发展，近年来方形电池有取代圆柱形电池的趋势

电动汽车锂离子电池

对电池的各型特性要求最高，目前比较热

按正极材料分类

钴酸锂离子电池

应用最广，振实密度高，比能量高，电压平台稳，但是原来贵，对环境有污染，安全性差

锰酸锂

三维隧道的结构，锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌，不会引起结构的塌陷，因而具有优异的倍率性能和稳定性。环境友好，但能量密度低、高温性能大

磷酸铁锂离子电池

比表面积大，能量密度高，循环性能好，材料批量化生产很难达到较高的一致性，低温放电性能不好

按负极材料分类

石墨

电导性好，结晶度高，具有良好的层状结构适合Li的脱嵌，容量在300mAh/g以上，充放电效率90%以上，良好的充放电平台

软碳

结晶度低，晶粒尺寸小，与电解液相容性好，输出电压低，无明显充放电平台，不可逆容量较高，基本没商业化

硬碳

Li嵌入不会引起膨胀，又良好的充放电循环性能，较高的比容量，可达到400mAh/g以上，并且低温性能好，是理想的电动汽车电池负极材料，日本已经商业化

钛酸锂

零应变材料，电位较高不会形成锂枝晶，目前研究较热，但由于胀气问题至今未得到大规模应用

硅基

超高的比容量，但由于粉化问题，无法真正使用，仍处于实验室研究阶段