锂离子电池介绍.ppt

锂离子电池和电极材料的理论计算锂离子电池的原理:锂离子电池的构件:锂离子电池的构成:负极极耳,负极,电解液,隔膜,正极,正极极耳,保护电路(防止过充过放),外壳等。隔膜(separator):20-40 um 厚, 不导电,隔开电子。但有许多小孔让离子通过。内外电路是一个回路:“内外电路是一个回路”,这个概念是很重要的。当正极中一个锂离子被外电场拔出时,就会有一个电子在正极中“呆不下去”,所以就形成了所谓的一个“电子补偿”。所以,外电路的电流(由补偿电子形成)=内电路的电流(由Li+形成)!.: 如果正极材料不导电,也会破坏电流回路的形成。Voltage versus capacity for electrode materialsJ.-M. Tarascon & M. Armand, Nature, 414 (2001) 359M3+/M4+ in Li2MSiO4M2+/M3+ in Li2MSiO4[锂离子电池目前本质上还是experimental]理论计算的目标:1)实现理论与实验的密切配合,使理论工作服务于实验研究(争取发挥理论的指导作用)。2)理论工作的最终目的是实现从材料结构预测到性能评估的系统性的理论模拟研究。现有的理论方法:?可以深入研究电极材料的嵌锂/脱锂电位及其电子结构、充放电循环过程中的结构变化、离子及电子输运机理(部分)及电荷转移机制等,可以帮助深化对锂离子电池中基本物理化学问题的认识。?可以揭示更为明确的晶体结构、局域原子结构及电子结构与电极材料性能关系的经验规律,并用于预测、评估不同材料作为锂离子电池电极材料的可能性。对已知结构的材料体系