新型二次电池材料(2).ppt

能源材料
锂离子二次电池
锂离子二次电池的概况
锂是金属中最轻的元素,且标准电极电位为- V,是金属元素中电位最负的一个元素。且锂离子可以在TiS2和MoS2等嵌入化合物中嵌入或脱嵌。
锂离子电池:分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。人们将这种靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的独特机理的锂离子电池形象地称为“摇椅式电池”,俗称“锂电”。
电子技术的发展,对高比能量的移动电源需求量加剧。锂离子电池是一种理想的可移动电源,具有体积小,重量轻,放电电压高,比能量大等优点。自从1990年SONY公司推出世界上第一只锂离子电池,到2001年为止,整个市场每年约4亿只该类电池用于纯消费类电子产品。便携式摄像机、移动电话、手提电脑等95%以上使用锂离子二次电池作为主要电源。
锂离子二次电池
锂离子二次电池的概况
锂离子二次电池
锂离子二次电池的概况
锂离子电池的历史
锂在充放电过程中形成树枝状沉积,导致电池内部短路。
采用可以使锂离子嵌入或脱嵌的碳材料代替金属锂和采用可以脱嵌和可逆嵌入锂离子的高电位氧化钴锂正负极材料和与正负极能相容的LiPF6-EC+DEC电解质
锂离子二次电池
锂离子二次电池的概况
锂离子电池的优点
1、高能量密度: 100 Wh/Kg以上,为镍镉电池的三倍,镍氢电池的两倍;
2、电压平台高: V, V;
3、低温下工作优:在-20~60℃的温度范围内工作,低温下的工作优于其它电池;
4、低维护性:没有记忆效应,无需定期放电,最理想的保存方式,就是在40%充电后冷藏保存,可以保存达十年之久;
5、低自放电率:约6%/月;
6、长循环寿命(>1000次,100%DOD);
7、环保:无重金属,无污染。
锂离子二次电池
锂离子二次电池的概况
锂离子电池的优点
镉镍、氢镍、锂离子蓄电池性能对比
锂离子二次电池
锂离子二次电池的概况
锂离子电池的缺点
1、安全性能问题:需复杂的保护线路;
2、放电倍率低:1 C ~ 2 C;
3、易于老化:存储的锂离子电池照样会容量衰竭;
4、价格昂贵。
一般认为,锂离子电池起火爆炸是由于其内部化学原理和成分导致的。由于人们想在单位密度中储存更多的能量,这就导致了锂离子电池中碳、氧和易燃液体的含量不断增加。与此同时除了正极、负极以及隔离膜之外,锂离子电池内部还充满了一种非常易燃的液体—锂盐类电解质。电池充电时,负极的锂离子向正极移动,电池在使用过程中,锂离子又回到负极以提供能量。在充完电的状态下,失去大部分离子的负极非常不稳定。这个温度足以使负极分解和释放氧。随着热量积蓄,电池将会进入“热失控”状态。此时电池内部的温度将会极快地升高,最后到达电解液的燃点而起火爆炸。在最近导致众多大厂笔记本电脑过热和起火的SONY锂电池中,正是因为在电池制造过程中混入了过多的金属颗粒,容易在电池使用过程中发生短路、产生火花。才导致了这些锂离子电池的不稳定。